【発明の詳細な説明】
アニオン高分子電解質を使用して ティシュ・ペーパ繊維中に微細粒状填料を含有させる方法 技術分野
本発明は一般的にクレープ・ティシュ紙製品およびその製法に関するものであ
る。さらに詳しくは、本発明はクレープ・ティシュ・ペーパ製品の中に微粒子填
料を合体する方法に関するものである。
発明の背景
衛生用ペーパ・ティシュは広く使用されている。この種の製品は、顔用ティシ
ュ、トイレット・ティシュおよび吸収性タオルなど、種々の用途に従って決めら
れた規格で市販されている。これらの製品の規格、すなわち坪量、厚さ、強度、
シートサイズ、分与媒体などは多種多様であるが、これらの製品はその製造に使
用される共通の工程、いわゆるクレープ抄紙法によって連結されている。
クレーピングは材料紙を縦方向に機械的に圧縮する手段である。その結果、坪
量(単位面積あたりの質量)の増大と、特に縦方向において測定された場合の多
くの物理的特性の劇的な変化を生じる。クレーピングは一般に、ヤンキー・ドラ
イヤに当接してオンマシン操作によって可撓性ブレード、いわゆるドクター・ブ
レードを使用して実施される。
ヤンキー・ドライヤは大直径の、一般に8−20フート(243.84cm乃至609.6cm
)ドラムであって、水蒸気で加圧して、抄紙工程の末期に抄紙ウエブの乾燥を完
了する程度の熱い表面を生じる。ペーパ・ウエブはまず長網ワイヤなどの多孔性
形成キャリヤ上で形成される。このキャリヤ上でウエブは繊維質スラリを分散す
るのに必要とされた多量の水を除去され、一般にいわゆるプレス部の中でフェル
トまたはファブリック上に転送され、そこでペーパの機械的圧縮または熱空気の
貫通乾燥などの他の脱水法によって脱水を続けられ、最後に半乾燥状態でヤンキ
ー・ドライヤの表面に転送されて乾燥が完了される。
各種のクレープ・ティシュ・ペーパ製品はさらに一般的に相互に矛盾した物理
特性の組合わせに対する消費者の共通の要求によって相互に結合されている。す
なわち、気持ちのよい触感、すなわち柔らかさと、同時に高い強度およびリント
およびダスト発生に対する抵抗力。
柔らかさは消費者が特定の製品を保持して皮膚にそってこの製品を摩擦し、ま
たは手の中で丸める時に感じる触覚である。この触覚は数種の物理特性の組合わ
せによって与えられる。柔らかさに関連する最も重要な物理特性の1つは一般に
当業者によってこの製品の製造原料のペーパ・ウエブの剛さであると考えられて
いる。また剛さは通常、ウエブの強度に直接に依存するとみなされている。
強さは、製品およびその構成ウエブが使用条件において物理的一体性を保持し
また引き裂き、破裂および裁断に抵抗する能力である。
リントおよびダスト発生は、ウエブがその操作または使用中に、結合されてい
ないまたは緩く結合された繊維または微粒子状填料を放出する傾向を言う。
クレープ・ティシュ・ペーパは一般に抄紙用繊維から成る。湿潤強化剤または
乾燥強化結合剤、歩留まり向上剤、界面活性剤、サイジング剤、化学的軟化剤、
クレーピング易化組成物などの小量の化学的感応剤が含有されることが多いが代
表的には小量使用される。クレープ・ティシュ・ペーパの中に最も頻繁に使用さ
れる抄紙繊維は生化学木材パルプである。
世界の天然資源の供給がますます経済的にまた環境面から検討されているので
、生化学木材パルプなどの森林資源を衛生ティシュなどの製品に使用する消費量
を低減させる圧力が高まっている。木材パルプの与えられた供給量をムダにしな
い
で利用する1つの方法は、生化学パルプ繊維の代わりに機械的パルプまたは化学
的−機械的パルプなどの高収率繊維を代用するにあり、あるいはリサイクル繊維
を使用するにある。不幸にしてこのような変更には、通常比較的きびしい性能低
下が伴なう。この種の繊維は高度の粗さを有する傾向かあり、これが柔軟性の故
に選択された生パルプによって与えられるベルベット様触感の喪失をもたらす。
機械的または化学的−機械的に遊離された繊維の場合、その高度の粗さはリグニ
ンを含有する成分およびいわゆるヘミセルローズなどのオリジナル木質の非セル
ローズ成分の保持によるものである。これは各繊維の長さを増大することなくそ
の重量を増大させる。リサイクルペーパも高度の機械的パルプ含有量を含む傾向
があるが、古紙グレードを最小限にするためにどのように選別しても高度の粗さ
の残る場合が多い。これは、リサイクル・パルプの製造のために多くのソースか
ら紙が配合される際に当然に各種形態の繊維が雑多に混合することによると思わ
れる。例えばある種の古紙はこれが主としてノースアメリカン広葉樹性であるの
で選択される場合がある。しかしこの場合にも各種のサザンU.S.松などの最
も有害な品種を含む粗い針葉樹繊維による広範な汚染が見られることが多い。1
987年11月17日発行のカストンの米国特許第4,300,981号が生繊
維によって与えられる組織品質および表面品質を説明している。この米国特許を
引例とする。1993年7月20日発行されたビンソンの米国特許第5,228
,954号および1995年4月11日に発行されたビンソンの米国特許第5,
405,499号をともに引例とするが、これらの特許はこれらの繊維資源の有
害効果を低減させるようにグレードアップする方法を開示しているが、代用レベ
ルが限定されており、新しい繊維資源そのものの供給量が制限されており、従っ
てその使用が限定される。
出願人は、衛生ティシュ・ペーパ中の木材パルプの使用量を制限する他の方法
は、その1部の代わりにカオリン粘土または炭酸カルシウムなどの低コストの入
手しやすい填料を使用するにあることを発見した。この方法は当業者には明らか
なように長年に亘って抄紙工業の一部において一般的になっているが、また当業
者はこのアプローチを衛生ティシュ・ペーパに対して使用すれば種々の難点を生
じることを理解しており、その結果これらの方法は現在まで使用されていない。
抄紙工程中の填料の歩留まりが大きな制約を成している。紙製品のうちで衛生
ティシュ・ペーパは極度に低い坪量を有する。ヤンキー装置からリールの上に巻
き取られるティシュ・ウエブの坪量は約15g/m2にすぎないが、クレーピング
・プレードによって導入されるクレーピングまたは短縮作用の故に、抄紙機の成
形部、プレス部および乾燥部における乾燥繊維の坪量は仕上がり乾燥坪量よりも
約10%乃至約20%低い。このような低坪量によって生じる填料歩留まりの問
題点に対処するためにティシュ・ウエブは極度に低い密度を有し、リール上に巻
き付けられる際の見掛け密度は約0.1g/cm3またはこれ以下にすぎない。こ
のようなロフトの1部がクレーピング・プレードの中に導入されることは認めら
れているが、当業者はティシュ・ウエブが一般に比較的遊離した紙料から形成さ
れることを認めている。これは含まれる繊維が叩解によってフアフアにされてい
ないことを意味する。ティシュ製造機が実際上非常に高速で作動される必要があ
り、従って過度の形成圧力と乾燥負荷を防止するために遊離紙料が必要とされる
。遊離紙料を含む比較的剛い繊維は、その形成に際してエンブリオ・ウエブ(em
−bryonic web)を開く能力を保持している。当業者には明らかなように、この
ような軽量、低密度構造はウエブの形成に際して微粒子を濾過する可能性を生じ
ない。繊維表面に実質的に固着していない填料粒子は高速流れシステムの奔流に
よって引き離され、液相の中に飲み込まれ、エンブリオ・ウエブを通して形成ウ
エブから排水された水の中に送られる。ウエブの形成のために使用される水の反
復使用によってのみ、填料が紙と共に排出され始めるような填料粒子濃度に達す
るが、このような水流中の固体濃度は実際上不可能である。
第2の主要な問題点は形成されたウエブが乾燥する際に繊維が相互に結合する
傾向を示すように粒状填料が抄紙ファイバに自然に結合できないことにある。こ
れは製品の強さを低下させる。填料は強さの低下を生じ、これが修正されなけれ
ば、もともと弱い製品の品質を制限する。繊維叩解の増大または化学強化剤の使
用などの強さ回復段階もしばしば制約される。
シート全体に対する填料の有害な作用は、填料がプレス・フエルトを閉塞させ
、または填料がプレス部からヤンキー・ドライヤーにうまく転送できないことに
よって生じる衛生上の問題である。
最後に填料を含有するティシュ製品はリントまたはダストを生じる傾向がある
。これは、填料そのものがウエブの内部によく捕捉されていないのみならず、填
料が繊維の組織中の固定を部分的に弱める前述のような結合抑制効果を有するこ
とによる。このような傾向は、ティシュ・ペーパを扱う際に生じる過度のダスト
の故に、クレープ抄紙工程およびその後の変換工程に際して操作上の問題点を生
じる。他の問題点は、填料を含むティシュから成る衛生ティシュ・ペーパ製品の
ユーザが比較的リントおよびダストの発生量の少ないことを要求することにある
。
従って、ヤンキー・ドライヤーの上で作られる紙の中に填料を使用することは
厳しく制限されていた。1940年10月1日にティールに発行された米国特許
第2,216,143号はヤンキー・ドライヤ上での填料の制限について述べ、
このような制限を克服する填料合体法を記載している。不幸にしてこの方法にお
いてはペーパ・シートをヤンキー・ドライヤと接触させる際にそのフェルト側面
に接着された粒子層を被覆するための複雑な操作を必要とする。このような操作
は現代の高速ヤンキー・ドライヤについては不適であり、また当業者はこのティ
ール法が充填されたティシュ・ペーパ製品よりは填料で被覆された製品を生じる
と認めている。「充填されたティシュ・ペーパ」は「被覆されたティシュ・ペー
パ」からその製造法において本質的に相違している。すなわち「充填されたティ
シュ」は繊維をウエブ状に組立てる前に粒状物質を繊維に対して添加したもので
あるが、これに対して「被覆されたティシュ・ペーパ」はウエブが本質的に組立
てられた後に粒状物質が加えられたものである。このような差異の結果、充填さ
れたティシュ・ペーパ製品とは、ヤンキー・ドライヤの上で製造され、多層ティ
シュ・ペーパの少なくとも1つの層の厚さ全体に填料が分散されまたは単層ティ
シュ・ペーパの厚さ全体に填料の分散された比較的軽量の比較的低密度のクレー
プ・ティシュ・ペーパと定義することができる。用語「全体に分散された」とは
、充填されたティシュ製品の特定層の本質的に全体が填料粒子を含有することを
意味するが、これは必ずしもこのような分散がその層全体において均等であるこ
とを意味しない。実際にティシュの充填層の厚さの一部において填料濃度を相違
させることによって二、三の利点が得られる。
従って本発明の目的は、前記のような先行技術の問題点を解決するように填料
粒子をクレープ・ティシュ・ペーパの中に含有させる方法を提供するにある。本
発明による方法は填料の高い保持レベルにおいてクレープ・ティシュ・ペーパの
製造を可能とし、得られたティシュは柔らかで、高い引張り強さレベルを有し、
また低ダストである。
この目的およびその他の目的は下記の開示において記載されいるように本発明
を使用して達成される。
本発明の概要
本発明は非セルローズ微粒子填料をクレープ・ティシュ・ペーパの中に含有さ
ーせる方法にある。この方法は下記段階を含む。
a)非セルローズ粒状填料の水性分散系をアニオン高分子電解質ポリマー(
anionic polyelectrolyte)の水性分散系と接触させる段階と、
b)ポリマーと接触した填料の分散系を抄紙繊維と混合して、ポリマーと接触
した填料および繊維を含む水性抄紙完成紙料を形成する段階と、
c)前記の水性抄紙完成紙料をカチオン歩留まり向上剤と接触させる段階と、
d)多孔性抄紙用具の上に前記水性完成紙料からエンブリオ・ペーパ・ウエブ
を形成する段階と、
e)前記エンブリオ・ウエブから脱水して半乾燥抄紙ウエブを形成する段階と
、
f)前記の半乾燥抄紙ウエブをヤンキー・ドライヤに接着して、このウエブを
実質的乾燥状態まで乾燥する段階と、
g)ヤンキー・ドライヤから可撓性クレーピングブレードを用いて実質的に乾
燥したウエブをクレーピング処理することによってクレープ・ティシュ・ペーパ
を形成する段階とを含む。
好ましい実施態様において本発明のティシュは、ティシュ重量に対して少なく
とも約1%乃至約50%、さら好ましくは約8%乃至約20%の非セルローズ粒
状填料を含有する。本発明の方法によってこの含有レベルの粒状填料をクレープ
・ティシュ・ペーパの中に充填することにより、柔らかさ、強さおよびダスト放
出抵抗の予想外の組合せが得られた。
好ましい実施態様おいて本発明による充填されたティシュ・ペーパは約10g
/m2乃至約50g/m2、さらに好ましくは約10g/m2乃至約30g/m2の
範囲内の坪量を有する。また本発明によるティシュ・ペーパは約0.03g/c
m3乃至約0.6g/cm3、さらに好ましくは約0.05g/cm3乃至0.2g/
cm3の範囲内の密度を有する。
本発明の好ましい実施態様は針葉樹型と広葉樹型の両方の抄紙繊維を含み、こ
の場合、抄紙繊維の少なくとも約50%は広葉樹であり、少なくとも約10%が
針葉樹である。広葉樹繊維と針葉樹繊維は、それぞれ別個の層に分類することに
よって最も好ましく分離され、この場合ティシュは内側層と少なくとも1つの外
側層とを含む。
本発明の好ましいクレープ・ティシュ・ペーパ抄紙工程はパタン濃密化法を使
用する。この場合、エンブリオ・ウエブが支持体列を有する乾燥ファブリックに
よって支持されている間に脱水とヤンキー・ドライヤへの転送が実施される。そ
の結果、クレープ・ティシュ・ペーパ製品は高いかさ(嵩)フィールドの中に分
散された複数の比較的高密度区域を有する。このような方法は、比較的高密度の
区域が連続パタンで形成され、高かさフィールドがバラバラのパタンで形成され
るようなパタン濃密化を含む。最も好ましくは、ティシュ・ペーパは通気乾燥さ
れる。
本発明の方法は好ましい実施態様において、粘土、炭酸カルシウム、二酸化チ
タン、タルク、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、三水和アルミナ、活性
炭、真珠デンプン、硫酸カルシウム、ガラス微細球、ケイソウ土およびその混合
物から成るグルーブから選択された粒状填料を使用する。前記のグルーブから填
料を選択する際に二、三のファクタを評価する必要がある。これらのファクタは
、コスト、入手性、ティシュ・ペーパ中への保持の容易さ、色彩、分散ポテンシ
ャル、屈折指数および特定の抄紙環境との化学的両立性を含む。特に適当な填料
はカオリン粘土である。最も好ましくは、カオリン粘土のいわゆる「含水ケイ酸
アルミニウム」形のものであって、これはさらにか焼によって処理されるカオリ
ンと比べて優れている。
カオリンの形態は平坦状またはブロック状であるが、機械的剥離処理を受けて
いない粘土を使用するのが好ましい。このような機械的処理は平均的粒径を低下
させるからである。等価球形直径として平均粒径を指すのが普通である。本発明
の実施に際しては、約0.2ミクロン以上、さらに好ましくは約0.5ミクロン
以上の平均等価粒径が好ましい。最も好ましくは約1.0ミクロンより大きな平
均等価粒径が好ましい。
本発明の好ましいアニオン高分子電解質はアニオンポリアクリルアミドである
。すべての%、比率および部数は特記なき限り重量で示す。
図面の簡単な説明
第1図は本発明によるクレープ抄紙工程の水性抄紙完成紙料を製造する段階を
示す概略図、
また第2図は抄紙繊維および粒状填料を含有する強力な、柔らかな低リントク
レープ・ティシュ・ペーパを製造する抄紙工程を示す概略図である。
発明の詳細な説明
この明細書は本発明の主題を指摘し請求したクレームに終わるが、本発明は下
記の詳細な説明および実施例からさらに了解されよう。
本明細書において、用語「含む」とは、本発明の実施に際して各種の部品、成
分または段階が結合的に使用されることを意味する。従って用語「含む」はさら
に制限的な用語「本質的に...から成る」および「...から成る」を包括す
る。
本明細書において用語「水溶性」とは、25℃において水中で少なくとも3重
量%可溶性の物質を意味する。
本明細書において、用語「ティシュ・ペーパ・ウエブ、ペーパ・ウエブ、ウエ
ブ、ペーパ・シートおよびペーパ製品」はすべて、水性抄紙完成紙料の形成段階
と、長網ワイヤなどの多孔性表面にこの完成紙料を配置する段階と、圧縮作用を
使用しまたは使用しないでこの完成紙料から重力または真空支援脱水などによっ
て脱水する段階と、蒸発する段階とを含み、さらに最終段階として半乾燥状態の
シートをヤンキー・ドライヤの表面に対して接着させ、本質的に乾燥状態まで蒸
発させることによって脱水を完了する段階と、可撓性クレーピング・プレードを
使用してヤンキー・ドライヤからウエブを除去する段階と、得られたシートをリ
ール状に巻き取る段階とを含む方法により製造された紙シートを意味するものと
する。
本明細書において用語「充填されたティシュ・ペーパ」とは、ヤンキー・ドラ
イヤの上で前記され、多層ティシュ・ペーパの少なくとも1つの層の厚さ全体に
または単層ティシュ・ペーパの厚さ全体に分散された填料を含む比較的軽量の、
低密度のクレープ・ティシュ・ペーパと定義される紙製品を意味する。用語「全
体に分散された」とは、充填されたティシュ製品の特定層の本質的に全体が填料
粒子を含有することを意味するが、これは必ずしもこのような分散がその層全体
において均等であることを意味しない。実際にティシュの充填層の厚さの一部に
おいて填料濃度を相違させることによって二、三の利点が得られる。
用語「多層ティシュ・ペーパ・ウエブ、多層ペーパ・ウエブ、多層ウエブ、多
層ペーパシートおよび多層紙製品」は、好ましくは相異なる繊維型から成り、こ
れらの繊維が代表的には抄紙において使用されるような比較的長い針葉樹繊維と
比較的短い広葉樹繊維とする2層または2層以上の水性抄紙用完成紙料を指すた
めに交換自在に使用される。これらの層は好ましくは1つまたは複数の無限多孔
性表面上に別個の希釈繊維スラリ流を延展することによって形成される。それぞ
れの層が最初から別個の多孔性表面上に形成されるならば、これらの層が湿って
いる間に結合されて多層ティシュ・ペーパ・ウエブを形成することができる。
本明細書において、用語「単層ティシュ製品」とはこれが単一層のクレープ・
ティシュから成ることを意味する。層は実質的に均質とし、または多層ティシュ
・ペーパ・ウエブとすることができる。本明細書において、用語「多層ティシュ
製品」とはこの製品が複数層のクレープ・ティシュから成ることを意味する。多
層ティシュ・ペーパの層は実質的に均等な性質とすることができ、または多層テ
ィシュ・ペーパ・ウエブとすることができる。
本発明はクレープ・ティシュ・ペーパの中に微粒子填料を合体させる方法にお
いて、
a)非セルローズ粒状填料の水性分散系をアニオン高分子電解質ポリマーの水
性分散系と接触させる段階と、
b)ポリマーと接触した填料の分散系を抄紙繊維と混合して、ポリマーと接触
した填料および繊維を含む水性抄紙完成紙料を形成する段階と、
c)前記の水性抄紙完成紙料をカチオン歩留まり向上剤と接触させる段階と、
d)多孔性抄紙用具の上に前記水性完成紙料からエンブリオ・ペーパ・ウエブ
を形成する段階と、
e)前記エンブリオ・ウエブから脱水して半乾燥抄紙ウエブを形成する段階と
、
f)前記の半乾燥抄紙ウエブをヤンキー・ドライヤに接着して、このウエブを
実質的乾燥状態まで乾燥する段階と、
g)ヤンキー・ドライヤから可撓性クレーピング・プレードを用いて実質的に
乾燥したウエブをクレーピング処理することによってクレープ・ティシュ・ペー
パを形成する段階とを含む方法を提供するにある。
あるいは本発明は、多層クレープ・ティシュ・ペーパの中に微粒子填料を合体
させる方法において、
a)非セルローズ粒状填料の水性分散系をアニオン高分子電解質ポリマーの水
性分散系と接触させる段階と、
b)ポリマーと接触した填料の分散系を抄紙繊維と混合して、ポリマーと接触
した填料および繊維を含む水性抄紙完成紙料を形成する段階と、
c)前記の水性抄紙完成紙料をカチオン歩留まり向上剤と接触させる段階と、
d)少なくとも1つの追加的抄紙完成紙料を備える段階と、
e)多孔性抄紙用具の上に前記完成紙料を送って前記填料含有水性抄紙完成紙
料と前記追加的抄紙完成紙料とから多層エンブリオ・ペーパ・ウエブを形成し、
この際に少なくとも1つの層が填料含有水性抄紙完成紙料から形成されまた少な
くとも1つの層が前記追加的抄紙完成紙料から形成される段階と、
f)前記エンブリオ・ウエブから脱水して半乾燥多層抄紙ウエブを形成する段
階と、
g)前記の半乾燥多層抄紙ウエブをヤンキー・ドライヤに接着して、このウエ
ブを実質的乾燥状態まで乾燥する段階と、
h)ヤンキー・ドライヤから可撓性クレーピング・プレードを用いて実質的に
乾燥した多層ウエブをクレーピング処理することによって多層クレープ・ティシ
ュ・ペーパを形成する段階とを含む方法を提供するにある。
本明細書の下記の各部は本発明の方法のこれらの各段階を詳細に説明する。粒状填料をアニオン高分子電解質と接触させる段階 粒状填料
本発明の好ましい実施態様において、前記非セルローズ粒状填料を前記ティシ
ュ重量の少なくとも約1%乃至約50%、さらに好ましくは8%乃至20%合体
する。本発明の方法によってこれらの含有量水準の粒状填料をクレープ・ティシ
ュ・ペーパの中に充填することによって、柔らかさ、強度、およびダスティング
抵抗の予想外の組合わせが得られた。
本発明は抄紙繊維と粒状填料とを含むクレープ・ティシュ・ペーパを提供する
。好ましい実施態様において、粒状填料は粘土、炭酸カルシウム、二酸化チタン
、タルク、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、三水和アルミナ、活性炭、
真珠デンプン、硫酸カルシウム、ガラス微細球、ケイソウ土およびその混合物か
ら
成るグルーブから選択される。前記のグルーブから填料を選択する際に二、三の
ファクタを評価する必要がある。これらのファクタとは、コスト、入手性、ティ
シュ・ペーパ中への保持の容易さ、色彩、分散ポテンシャル、屈折指数および特
定の抄紙環境との化学的両立性を含む。
特に適当な粒状填料はカオリン粘土であることが発見された。カオリン粘土は
、微粒子として選鉱される天然産出クラスの無機ケイ酸アルミニウムの通常名で
ある。
用語としては、業界においてまた先行技術の特許文献において、カオリン製品
またはカオリン処理を指す場合に、か(燬)焼されていないカオリンを指すため
に用語「含水」を使用するのが通常であることを注意しよう。か焼は粘土に対し
て450℃以上の温度を加え、この温度がカオリンの基本的結晶構造を変更する
のに役立つ。いわゆる「含水」カオリンは粗鉱カオリンから製造され、この粗鉱
が選鉱、例えば泡立て浮選、磁気選別、機械的剥離、研摩または類似の粉砕を受
けるが、結晶構造を損なうが故に前記の加熱処理は受けない。
技術的意味で正確に述べれば、これらの物質を「含水」と呼ぶのは不適切であ
る。さらに詳しくは、カオリナイト構造の中には実際に分子水が存在しない。従
ってその組成はしばしば勝手に2H2O・Al2O3・2SiO2の形で表示される
が、カオリナイトは前記の式に等しい近似組成Al2(OH)4Si2O5のケイ酸
水素化アルミニウムであることは長く知られていた。カオリンがか焼されれば、
すなわちその水酸基を除去するのに十分な時間、450℃以上の熱を加えると、
カオリナイトのオリジナル結晶構造が破壊される。従って技術的には、このよう
にか焼された粘土はもはや「カオリン」ではないが、業界においてはこれらのか
焼されたカオリンを「か焼カオリン」と呼び、また本明細書においても、か焼さ
れたカオリンは「カオリン材料」のうちに入る。従って、用語「含水ケイ酸アル
ミニウム」はか焼を受けていない天然カオリンを指す。
含水ケイ酸アルミニウムは本発明の実施に際して最も好ましいカオリン形態で
ある。従ってこのカオリン形態は前記のように450℃を超える温度において水
蒸気の形で約13重量%の損失を特徴としている。
カオリンは天然に、相互に固着して「堆積」または「本」を成すような薄いプ
レート状で産出するので、カオリンの形態は天然産出状態でプレート状またはブ
ロック状である。これらの堆積は処理中にある程度、別々のプレートに分離する
が、過度の機械的剥離処理を受けていない粘土を使用することが好ましい。過度
の剥離処理は平均粒径を低下させる傾向があるからである。平均粒径を等価球形
直径として表わすのが通常である。本発明の実施に際しては、約0.2μ以上、
さらに好ましくは約0.5μ以上の等価球形球直径が好ましい。最も好ましくは
、約1μ以上、約5μ未満の等価球形直径が好ましい。
採掘された粘土の大部分は湿潤処理を受ける。粗粘土の水性懸濁処理は遠心分
離によって粗不純物を除去することができ、また化学的漂白媒体を与える。場合
によってはポリアクリラート・ポリマーまたはリン酸塩がこのようなスラリに添
加されてその粘度を低下させまた沈降速度を遅らせる。得られた粘土は原則的に
乾燥することなく、約70%固体懸濁液状態で出荷され、またはこれらの粘土を
噴霧乾燥することができる。
空気浮選、泡立て浮選、洗浄、漂白、噴霧乾燥、スラリ安定剤および粘度変成
剤などの薬剤の添加などによる粘土処理は一般に受容され、また特定環境におけ
るそれぞれの商業的考慮に基づいて選定される。
各粘土プレートそのものは多ケイ酸アルミニウムの多層構造である。酸素原子
の連続列が各基本層の片面を成す。多ケイ酸塩シート構造の縁部がこれらの酸素
原子によって結合される。結合された八面体アルミナ構造の水酸基の連続列が2
次元酸化多アルミニウム構造を形成する他の面を成す。四面体構造と八面体構造
とを分有する酸素原子がアルミニウム原子をケイ素原子に結合する。
この組立体中の不完全性は天然粘土粒子が懸濁状態においてアニオン電荷を有
することの主たる原因である。これは他の二価、三価および四価カチオンがアル
ミニウムを置換するので生じる。その結果、表面上の酸素原子の一部がアニオン
となり、また弱解離性水酸基となる。
また天然粘土はカチオン特性を有し、そのアニオンを好ましい他のアニオンと
変換することができる。これは、粘土プレートと縁部に沿ってある程度の確率で
、完全な結合補体を欠く原子が生じるからである。これらのアルミニウム原子は
、その占有する水性懸濁液からアニオンを引きつけることによってその残留原子
価を満足させなければならない。もしこれらのカチオン部位が溶液からのアニオ
ンによって満たさなければ、粘土はそれ自体の縁部を対向させて濃厚な分散系を
成す「カードハウス」構造を組立てることによってそれ自体の電荷平衡を満たさ
なければならない。ポリアクリラート分散体のカチオン部位とのイオン交換は粘
土に対して斥力を生じてこのような組立体を防止して粘土の製造工程、出荷およ
び利用を簡単化する。
カオリングレードWW Fil(登録商標)は、ジョージア、ドライ・ブラン
チのドライ・ブランチ・カオリンによって市販され、本発明のクレープ・ティシ
ュ・ペーパ・ウエブを製造するに適している。このカオリンは噴霧乾燥形でまた
はスラリ(70%)固体形で入手される。
アニオン高分子電解質
本明細書において使用される「アニオン高分子電解質(anionic polyelectro-
lyte)」とは、ペンダントアニオン基(pendant anionic groups)を有する高分
子量ポリマーを言う。
アニオンポリマーはしばしばはカルボン酸(−COOH)モイエティを有する
。
これらのモイエティは直接にポリマーバックボーンに従属しまたは代表的にはア
ルカレン基、特に数個の炭素原子のアルカレン基を通して従属している。低pHを
除き水性媒質中において、このようなカルボン酸基がイオン化してポリマーに対
して負の電荷を与える。
アニオン凝集剤に適したアニオンポリマーは全然または本質的に、重合に際し
てカルボン酸基を発生する傾向のあるモノマーユニットから成るのではなく、こ
れらのポリマーは非イオン官能性とアニオン官能性の両方を生じるモノマーの組
立体から成る。非イオン官能性を生じるモノマーは、特に極性を有する場合、し
ばしばイオン官能基と同一の凝集傾向を示す。その理由からこのようなモノマー
の合体がしばしば実施される。頻繁に使用される非イオンユニットは(メタ)ア
クリルアミドである。
比較的高い分子量を有するアニオンポリアクリルアミドが満足な凝集剤である
。このようなアニオンポリアクリルアミドは(メタ)アクリルアミドと(メタ)
アクリル酸との組合せを含み、後者は重合段階において(メタ)アクリル酸モノ
マーの合体から誘導され、または重合後に一部の(メタ)アクリルアミドユニッ
トの加水分解によって誘導され、またはその両方の方法の組合せによって誘導さ
れる。
ポリマーは、アニオンデンプンの球状構造に対して実質的に線形である。
本発明においては広範な電荷密度が使用されるが、中程度の電荷密度が好まし
い。本発明の生成物を製造するのに使用されるポリマーは、ポリマーグラムあた
り約0.2から約7またはこれ以上、さらに好ましくは約2乃至約4ミリ等量の
範囲内の頻度でカチオン官能基を含有する。
本発明による方法に使用されるポリマーは少なくとも約500,000、好ま
しくは約1,000,000以上の分子量を有しなければならないが、望ましく
は約5,000,000以上の分子量を有する。
許容される材料の一例は、デラウエア州ウイルミングトンのハーキュリーズ、
インコーポレイテッドから固体粒状で市販されるRETEN 235(登録商標
)である。他の許容されるアニオン高分子電解質はAccurac 62(登録
商標)およびAccurac 171RS(登録商標)であって、これらの製品
はコネチカット州、スタンフォードのサイテック、インコーポレイテッドの製品
である。これらのすべての製品はポリアクリルアミド、特にアクリルアミドとア
クリル酸のコポリマーである。
これらのポリマーの所望の使用率は広く変動する。粒状填料の乾燥重量に基づ
いて約0.05%程度の低い量が有効な結果を生じるが、一般に最適の使用率は
これより高いものと思われる。粒子填料の乾燥重量に対して約2%の重合体の量
を使用することもできるが、一般に約0.2%乃至約1%の量が最適である。アニオン高分子電解質および填料と抄紙繊維との混合 抄紙繊維
すべての種類の木材パルプは原則として本発明において使用される抄紙繊維を
含むものと考えられる。しかし、棉リンター、バガス、レーヨンなどの他の種類
のセルローズ繊維も使用することができ、いずれも拒否されない。本発明におい
て使用される木材パルプは、亜硫酸パルプ、硫酸パルプ(しばしばクラフトパル
プと呼ばれる)などの化学パルプ、並びに例えば砕木を含む機械的パルプを含む
。落葉樹と針葉樹のいずれから誘導されたパルプも使用することができる。
広葉樹パルプおよび針葉樹パルプならびにその組合せを本発明のティシュ・ペ
ーパの抄紙ファイバとして使用することができる。用語「広葉樹パルプ」とは、
落葉樹(被子植物)の木質から誘導された繊維パルプを言うのに対して「針葉樹
パルプ」は針葉樹(裸子植物)の木質から誘導された繊維パルプである。本発明
の繊維ウエブを製造するために、広葉樹クラフトパルプ、特にユーカリパルプと
、ノザン針葉樹クラフトパルプ(NSK)との配合物が特に適している。本発明
の好ましい実施態様は最も好ましくはユーカリ樹などの広葉樹パルプが外側層に
使用され、これに対してノザン針葉樹クラフトパルプが内側層として使用された
積層繊維ウエブを形成する段階を含む。また本発明においては前記のすべての種
類の繊維を含有する可能性のあるリサイクル紙から誘導された繊維を誘導するこ
とができる。
本発明の抄紙繊維は、まず先行技術に記載された通常のパルプ化法のいずれか
を使用して個々の繊維を水性スラリ状に遊離する第1段階によって形成される。
次に必要があれば抄紙完成紙料の選択された部分についてリファイニングを実施
する。後の段階において粒状填料を吸収するために使用される抄紙繊維の水性ス
ラリを少なくともカナダ標準遊離度約600mlの等価まで、さらに好ましくは
約550mlまたはこれ末満の等価まで精製すれば歩留まり上の利点とリントを
低減させる利点があることが発見された。
本発明の複数の抄紙完成紙料を使用する本発明の好ましい実施態様において粒
状填料と接触させられる抄紙繊維を含有する完成紙料は主として広葉樹型であっ
て、好ましくは少なくとも約80%の広葉樹を含有する。
一般に希釈はポリマーと歩留まり向上剤の吸収を促進する。従ってこの製造段階
において抄紙繊維の単数または複数のスラリは好ましくは約3−5重量%未満の
固体を含有する。アニオン高分子電解質と接触させられた填料と抄紙繊維との混合
本発明の製法においては、抄紙繊維を含む水性スラリを通常のリパルパーの中
で形成することによって抄紙繊維を準備すればよい。この形においては、繊維を
水中に約15%以下、さらに好ましくは約3乃至約5%以下までスラリ化するの
が好ましい。
抄紙繊維の水性スラリの形成後に、これらの抄紙繊維は通常のバッチ方式また
は連続方式で、さきに形成されたアニオン高分子電解質と接触された粒状填料と
混合される。
このようにして得られた水性抄紙完成紙料をカチオン歩留まり向上剤と接触さ
せる。水性抄紙完成紙料とカチオン歩留まり向上剤との接触 カチオン歩留まり向上剤
用語「カチオン歩留まり向上剤(cationic retention aid)」は本発明のアニ
オン高分子電解質とイオン対を形成してその水溶性を低下させることのできる複
数のカチオン電荷を有する任意添剤を言う。
その適当材料の多くの例がある。
ミョウバン石から得られたアルミニウムなど特定の高分子カチオンも適当であ
るが、ポリマー分子鎖にそって多数の電荷を有するポリマーが好ましい。適当な
合成ポリマーの1つのクラスは、カチオンモノマーから成りまたはカチオンモノ
マーを含む1つまたは複数のエチレン不飽和モノマー、一般的にアクリルモノマ
ーの共重合から得られる。
適当なカチオンモノマーは、酸性塩としてのまたは第四アンモニウム塩として
のジアルキルアミノアルキル−(メタ)アクリラートまたは(メタ)アクリルア
ミドである。適当なアルキル基は、ジアルキルアミノエチル(メタ)アクリラー
ト、ジアルキルアミノエチル(メタ)アクリルアミドおよびジアルキルアミノメ
チル(メタ)アクリルアミドおよびジアルキルアミノ−1,3−プロピル(メタ
)アクリルアミドを含む。これらのカチオンモノマーは好ましくは非イオンモノ
マー、好ましくはアクリルアミドと共重合される。他の適当なポリマーはポリエ
チレンイミン、ポリアミド エピクロルヒドリン ポリマー、およびジアルキル
ジメチル塩化アンモニウムなどのモノマーと一般にアクリルアミドとのホモポリ
マーまたはコポリマーである。
これらは好ましくは約500,000未満、さらに好ましくは約200,00
0未満、特に約100,000の分子量を有する比較的低分子量のカチオン合成
ポリマーである。このような低分子量カチオン合成ポリマーの電荷密度は比較的
高い。このような電荷密度はポリマーキログラムあたりカチオン窒素約4乃至8
等量の範囲内にある。適当な材料はコネチカット州、スタンフォードのサイテッ
ク、インコーポレイテッドの製品、Cypro 514(登録商標)である。
本発明において使用するのに最も好ましいカチオン歩留まり向上剤はカチオン
デンプンである。本発明は好ましくはクレープ・ティシュ・ペーパ重量に対して
約0.05%乃至約2%、最も好ましくは約0.2%乃至約1%の量のカチオン
デンプンを使用する。
本明細書において使用される用語「カチオンデンプン」とは、さらにカチオン
成分モイエティを加えるように化学的に変成された天然誘導のデンプンと定義さ
れる。好ましいデンプンはトウモロコシまたはジャガイモから誘導されるが、コ
メ、コムギまたはタピオカなどの他の資源から誘導することができる。業界にお
いてアミオカとして知られるワクシ・メイズから誘導されたデンプンが特に好ま
しい。アミオカデンプンは完全にアミロペクチンである点において通常のデント
・コーンスターチと相違し、通常のコーンスターチはアミロペクチンとアミロー
ゼとを含有する。アミオカデンプンの種々の固有の特性は、さらに"Amioca‐T
he Starch from Waxy Corn″,H.H.Shopmeyer, Food Industries, December 194
5,pp.106-108に記載されている。
カチオンデンプンは下記の一般的分類に類別される。(1)第3アミノアルキ
ルエーテル(2)第4アミン、ホスホニゥムおよびスルホニゥム誘導体を含有す
るオニオン・デンプンエーテル、(3)第1および第2アミノアルキルデンプン
および(4)その他の(例えばイミノデンプン)。新しいカチオン製品が開発さ
れ続けているが、第3アミノアルキルエーテルと第4アンモニウムアルキルエー
テルが主な市販タイプである。好ましくはカチオンデンプンはデンプンのアンヒ
ドルグルコース単位あたり約0.01乃至約0.1カチオン置換分の置換度を有
する。これらの置換分は好ましくは前記の型から選ばれる。適当なデンプンはナ
ショナル・スターチ アンド ケミカル カンパニー(ブリッジウオータ、ニュ
ージャージ)から登録商標、RediBONDで得られる。RediBOND
5320(登録商標)およびRediBOND 5327(登録商標)などのカ
チオンモイエティのみのグレードが適当であり、RediBOND 2005(
登録商標)などの追加的アニオン官能基を有するグレードも適当である。水性完成紙料とカチオン歩留まり向上剤との接触
カチオン歩留まり向上剤を水性抄紙完成紙料に添加する。この完成紙料は抄紙
繊維と、アニオン高分子電解質に接触させられた粒状填料組成物との混合物から
成る。カチオン歩留まり向上剤、好ましくはカチオンデンプンは、抄紙工程の紙
料製造システムの流れの任意適当な点に添加することができる。製造工程から戻
されたリサイクル水による最終的希釈の実施されるファン・ポンプの直前におい
て、カチオン歩留まり向上剤を添加することが好ましい。循環水による希釈によ
って効率が低下するほか、この循環水は多量の物質を含有し、これらの物質が歩
留まり向上剤を吸引しまたその有効性を低下させる。カチオン歩留まり向上剤の
添加点における水性抄紙完成紙料の濃度は好ましくは約1%以上、最も好ましく
は約3%以上とする。
カチオン歩留まり向上剤は水性分散系として添加される。好ましくはカチオン
歩留まり向上剤の水性分散系の固体含有量は約10%未満とする。さらに好まし
くは約0.1%乃至約2%の範囲内とする。追加的完成紙料
本発明の1つのアスペクトにおいて複数の抄紙完成紙料が提供される。この場
合微粒子填料と接触するために使用される抄紙繊維は好ましくは広葉樹型とし、
好ましくは少なくとも約80%の広葉樹とする。この場合、主として長い剛い好
ましくは80%以上の繊維質針葉樹型の少なくとも1つの追加完成紙料を供給す
ることができよう。この完成紙料は好ましくは針葉樹型であって、好ましくは微
粒子填料から比較的遊離した状態に保持される。
本発明の最も好ましいアスペクトにおいて、これらの完成紙料は多孔性抄紙用
具の上に、抄紙工程中別個の層として保持されるように排出される。特に望まし
い実施態様は、粒状填料と接触させられた抄紙繊維を多層ティシュ・ペーパ・ウ
エブに分類する。この場合、3層が備えられる。これらの3層は微粒子填料を比
較的含有しない完成紙料から形成された中央層を挟む粒状填料と接触させられた
抄紙繊維から成る外側2層を含む。エンブリオ・ペーパ・ウエブの形成
本発明はその最も簡単な形において、希釈スラリをファン・ポンプから、業界
公知の抄紙ワイヤなどの長網ワイヤの表面に排出することによってエンブリオ・
ペーパ・ウエブを形成する方法を記載している。この装置およびその実施法は業
界公知である。代表的工程において、低濃度完成紙料が圧下ヘッドボックス中に
供給される。このヘッドボックスはエンブリオ・ウエブの形成のためにパルプ完
成紙料を長網ワイヤ上に薄く堆積するように供給する開口を有する。
この工程を支援するために、抄紙面上に希釈スラリの均等流を保持するように
設計されたヘッドボックスを使用する。例えば積層ペーパ・ウエブを形成するた
めに複数の抄紙スラリが使用される場合、ヘッドボックスのさらに複雑な構造が
使用される。このような場合、ヘッドボックスは多数のスラリをできるだけ分離
保持するように好ましくは複数チャンバを備えている。これによって、最大限の
層純度が得られる。
好ましい実施態様において、広葉樹パルプを含む比較的短い抄紙繊維のスラリ
を製造して微粒子繊維を吸着するために使用し、他方において針葉樹パルプを含
む比較的長い抄紙繊維のスラリを製造して本質的に微粒子を含有しない状態に放
置する。このようにして得られた短繊維スラリは3チャンバから成るヘッドボッ
クスの外側チャンバの中に送られて3層ティシュの外側層を形成し、比較的長い
抄紙繊維を供給されたヘッドボックスの内側チャンバから比較的長繊維の内側層
が形成される。得られた3層ウエブは、その外側層中に主として短い広葉樹パル
プ繊維および填料とを含み、その内側層中に比較的長繊維の主として針葉樹パル
プ繊維を含み、この3層ウエブは単層ティシュ製品の形に変換するに適した填料
含有ティシュを生じる。
他の好ましい実施態様において、広葉樹パルプを含む比較的短い抄紙繊維のス
ラリが製造されて微粒子繊維を吸着するために使用されるが、他方において針葉
樹パルプを含む比較的長い抄紙繊維のスラリを製造して本質的に微粒子を含有し
ない状態に放置する。このようにして得られた短繊維スラリは2チャンバから成
るヘッドボックスの一方のチャンバに送られて、2層ティシュの一方の層を形成
し、比較的長い抄紙繊維スラリを送られるヘッドボックスの第2チャンバから前
記2層ティシュの他方の長繊維層が形成される。このようにして得られた填料を
充填されたティシュ・ウエブは特に2層から成る多層ティシュ製品の形に変換す
るのに適し、この2層ウエブにおいて、比較的短い抄紙繊維から成る層がこの製
品の表面に配置されるように各層が配向される。
当業者には明かなように、同一型の水性抄紙完成紙料を隣接チャンバの中に供
給することによってヘッドボックスのチャンバの見掛け数を減少させることがで
きる。例えば前記の3チャンバ・ヘッドボックスは、本質的に同一の水性抄紙完
成紙料を隣接チャンバの双方に供給するだけで、2チャンバ・ヘッドボックスと
して使用することができよう。半乾燥ウエブの形成のための脱水
希釈繊維スラリを多孔性表面上に堆積する際に、このスラリは必要なら業界公
知の機械的手段の減圧作用によって支援されて重力によって脱水しはじめ、固体
含有量を約7.25%まで増大させ、このようにして湿潤紙ウエブへのスラリの
変換を完了する。
また本発明はその主旨の範囲内において、例えば多チャンネル・ヘッドボック
スの中の複数の別個の希釈繊維スラリ流を堆積することによって2層または2層
以上の完成紙料を多層紙層に形成する方法を含む。これらの層は好ましくは相異
なる繊維型から成り、これらの繊維は代表的には多層ティシュ・ペーパの製造に
おいて使用されるような比較的長い針葉樹パルプ繊維および比較的短い広葉樹パ
ルプ繊維である。最初に各層が別々のワイヤ上に形成され、これらの層が湿って
いる時に結合されて多層ティシュ・ペーパ・ウエブを形成する。抄紙繊維は好ま
しくは相異なる繊維型から成り、これらの繊維は比較的長い針葉樹パルプ繊維お
よび比較的短い広葉樹パルプ繊維である。さらに好ましくは、広葉樹パルプ繊維
は前記抄紙繊維の少なくとも約50%含有され、前記針葉樹パルプ繊維は少なく
とも約10%含有される。
本発明の抄紙工程において、脱水段階は好ましくはフェルトまたはファブリッ
クへのウエブの転送を含む。例えば、業界公知のティシュ・ペーパのフェルト圧
縮法は明かに本発明の主旨の範囲内に含まれる。この段階において、ウエブはこ
れを脱水フェルトに転送し、圧縮作用によってウエブを圧縮してウエブから脱水
し、この場合、ウエブは対向する機械的部材、例えば円筒形ロールの圧力を受け
る。このようなウエブ脱水操作に必要な実質的圧力の故に、通常のフェルトプレ
ス法によって得られたウエブは比較的密度が高く、またウエブ構造全体に均等な
密度を有することを特徴とする。
本発明の抄紙方法のさらに好ましい実施態様はいわゆるパタン濃密化法を含み
、この場合、エンブリオ・ウエブが支持体列を有する乾燥ファブリックによって
支持されている間に脱水作業とヤンキー・ドライヤへの転送が実施される。その
結果、高かさフィールドの中に分散された複数の比較的高密度区域を有するクレ
ープ・ティシュ・ペーパ製品が得られる。高かさ(嵩)フィールド(hight bulk
field)は言い替えれば、クッション区域フィールドと言える。濃密区域は高か
さフィールドの中に別々に離間配置され、または高かさフィールド中において完
全にまたは部分的に相互連結されることができる。好ましくは比較的高密度区域
が連続的であって、高かさフィールドが別々とする。パタン濃密化ティシュ・ウ
エブを製造する好ましい方法は、1967年1月31日にサンフォードおよびシ
ッソンに発行された米国特許第3,301,746号、1976年8月10日に
ピータ・G・エイヤーに発行された米国特許第3,974,025号、および1
980年3月4日にポール・D・トラカンに発行された米国特許第4,191,
609号、および1987年1月20日にポール・D・トラカンに発行された米
国特許第4,637,859号、1990年7月17日にウエントほかに発行さ
れた米国特許第4,042,077号、1994年9月28日にハイランドほか
に発行された欧州特許公開第0,617,164号、194年9月21日にハー
マンほかに発行された欧州特許公開第0,616,074号に開示され、これら
のすべての特許をここに引例とする。
パタン濃密化ウエブを形成するためには、ウエブ形成直後のウエブ転送段階は
フェルトよりも形成ファブリックに対して実施される。形成ファブリックを成す
支持体列に対してウエブを並置する。ウエブを支持体列に対して圧縮することに
より、支持体列と湿潤ウエブとの間の接触点に対応する箇所においてウエブの中
に濃密化区域が形成される。この操作に際して圧縮されなかったウエブの残部は
高かさフィールドと呼ばれる。さらにこの高かさフィールドは減圧装置または吹
き通しドライヤなどによって流体圧を加えることによって脱濃密化される。高か
さフィールドの圧縮を実質的に避けるようにウエブを脱水し、オプションとして
予乾燥する。これは特に減圧装置または吹き通しドライヤなどによって流体圧を
加えることにより、またはウエブを支持体列に対して機械的に圧縮し、高かさフ
ィールドを圧縮しないようにすることによって実施される。濃密化区域の脱水操
作、オプションとしての予乾燥操作および形成操作は、処理段階の総数を減少さ
せるために一体化しまたは部分的に一体化することができる。ヤンキー・ドライ
ヤの表面への転送点における半乾燥ウエブの水分は約40%未満であって、半乾
燥ウエブが前記の形成ファブリック上にある間にこのウエブを通して熱空気を送
って低密度構造を形成する。
支持体列は好ましくはナックル移動パタンを有する印刷キャリ・ファブリック
であって、これらのナックルが圧力を加えた際に濃密化区域の形成を容易にする
支持体列として作用する。このナックルパタンが前述の支持体列を成す。印刷キ
ャリヤファブリックは1967年1月31日にサンフォードおよびシッソンに発
行された米国特許第3,301,746号、1974年5月21日にサルバッチ
Jr.ほかに発行された米国特許第3,821,068号、1976年8月10
日にエイヤーに発行された米国特許第3,974,025号、1971年3月3
0日にフリードバーグほかに発行された米国特許第3,573,164号、19
69年10月21日にアムニュースに発行された米国特許第3,473,576
号、1980年12月16日にトロカンに発行された米国特許第4,239,0
65号、および1985年7月9日にトロカンに発行された米国特許第4,52
8,239号に開示されている。これらのすべての特許をここに引例とする。
最も好ましくは、エンブリオ・ウエブは、低密度抄紙工程の一部としてウエブ
に流体圧を加え次にファブリック上において加熱予乾燥することによって、開放
メッシュ乾燥/印刷ファブリックの表面に対して形状合致される。
本発明に含まれる処理段階の他の変形は、1974年5月21日にジョゼフL
.サルバッチおよびピータ N.イアノスに発行された来国特許第3,812,
000号および1980年6月17日にヘンリー E.ベッカー、アルバートL
.マッコネルおよびリチャード シャットに発行された米国特許第4,208,
459号に記載のようないわゆる非圧縮、非パタン濃密化多層ティシュ・ペーパ
構造の形成段階を含む。これらの両方の特許を引例とする。一般に非圧縮、非パ
タン濃密化多層ティシュ・ペーパ構造は、前述のように長網ワイヤなどの多孔性
形成ワイヤ上に抄紙完成紙料を堆積して湿潤ウエブを形成することによって製造
される。しかしこの工程は、ウエブの脱水と追加的水の除去が機械的圧縮なしで
実施される点において前記のフェルト圧縮/パタン濃密化工程と相違する。ウエ
ブからの脱水は減圧脱水および加熱乾燥によって実施される。ウエブはウエブの
クレーピング処理前に少なくとも80%の繊維濃度を有し、前記のヤンキー・ド
ライヤ乾燥とクレーピング段階は通常のフェルト圧縮/パタン濃密化工程と同様
に前述のように実施される。このようにして得られる比較的圧縮されていない高
かさシートは柔らかであるが弱い。従って、クレーピングの前にウエブの一部に
対して結合材料を加えることが望ましい。ヤンキー・ドライヤ乾燥
湿潤ペーパ・ウエブの脱水を実施する方法がどのようであれ、本発明によるク
レープト抄紙工程はウエブの乾燥を完了するため業界においてヤンキー・ドライ
ヤとして知られている円筒形の水蒸気ドラム装置を使用する。この段階は、半乾
燥抄紙ウエブをヤンキー・ドライヤの上に押圧して固着させこのウエブを実質的
に乾燥状態まで乾燥することによって実施される。転送は、ウエブを押圧する対
向円筒形ドラムなどの機械的手段によって実施される。ウエブがヤンキー・ドラ
イヤの表面に当接させられている時に、減圧をウエブに加えることもできる。本
発明の工程においては、複数のヤンキー・ドライヤ・ドラムを使用することもで
きる。
ウエブがヤンキー・ドライヤに転送される際のこのウエブの濃度は著しく変動
することができる。一般にフェルト圧縮されたペーパ構造は、このウエブがドラ
イヤ表面と均等に接触するので、比較的高い水分含有量でヤンキー・ドライヤに
転送されることができる。このような転送に際してのウエブ濃度は代表的には約
20%乃至40%の範囲内である。
パタン濃密化ウエブのヤンキー・ドライヤによる乾燥に際しては、転送点にお
ける濃度は少なくとも約40%であり、代表的には約50%乃至約80%の濃度
でヤンキードライヤに転送され、好ましくは機械的圧縮を避けながら完全乾燥さ
れる。本発明においては、クレープ・ティシュ・ペーパ表面の約8%乃至約55
%が濃密化ナックルを含み、これらのナックルは高かさフィールドの密度の少な
くとも125%の相対密度を有する。クレーピング
本発明の最終段階において、実質的に乾燥したウエブがヤンキー・ドライヤ表
面から可撓性クレーピング・ブレードによってクレーピングされてクレープ・テ
ィシュ・ペーパを形成する。このような手段は業界公知である。
ヤンキー・ドライヤに対するウエブの接着を支援するため任意数の接着剤層お
よび被覆をウエブの表面に対してまたはヤンキー・ドライヤの表面に対して噴霧
することによって使用することができる。ヤンキー・ドライヤに対する接着度を
制御するように設計されたこの種の製品は業界公知である。例えば、ベイツの米
国特許第3,926,716号はヤンキー・ドライヤに対するペーパ・ウエブの
接着を改良するためにある程度の加水分解と粘度を示すポリビニルアルコールの
水性分散系を使用する方法を開示しいる。本発明に関連してこのようなペンシル
バニア州,アレンタウンのエア・プロダクツ・アンド・ケミカルズ、インコーポ
レイテッドによってAirvol(登録商標)で市販されているポリビニルアル
コールを使用することができる。ヤンキー・ドライヤまたはシート表面に直接に
使用することの推奨される被覆はペンシルバニア州、バレー・フォージのヒュー
トン・インターナショナルによってRezosol(登録商標)およびUnis
oft(登録商標)およびデラウエア州ウイルミングトンのハーキュリーズによ
ってCrepetrol(登録商標)で製造されているものなどのカチオンポリ
アミドまたはポリアミン樹脂である。これらを本発明について使用することがで
きる。好ましくはウエブはヤンキー・ドライヤに対して、部分的に加水分解され
たポリビニルアルコール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミン樹脂、鉱油およびそ
の混合物から成るグルーブから選定された接着剤によって接着される。オプション化学添剤
生成物に他の特性を与え、あるいは抄紙工程を改良するため、選択された粒状
填料の化学作用と両立しまた本発明のウエブの柔らかさ、強さ、または低ダステ
ィング特性に著しく影響しないまたは悪影響を与えない限り、他の材料を水性抄
紙完成紙料またはエンブリオ・ウエブに対して添加することができる。下記の材
料は明白に含まれるが、これらは包括的材料としては推奨されない。本発明の利
点と干渉せずまたは反作用しない限り他の材料を含有することができる。電荷バイヤス・スピーシズ
本発明においては、粒状填料に対して高分子電解質を加え、次に高分子電解質
で処理された填料を抄紙完成紙料と混合した後にカチオン歩留まり向上剤を添加
する。本発明の主旨の範囲内において、全体電荷をゼータ電位に変更するため本
発明の他の段階においてカチオン歩留まり向上剤を添加することができる。この
場合にはカチオン歩留まり向上剤はカチオン電荷バイヤス・スピーシズ(cation-
ic charge biasing species)として作用する。セルローズ繊維および微粒子の
表面および大部分の無機填料を含めて多くの固体は本来負の表面電荷を有するが
故にこれらの材料を使用する。多くの当業者はカチオン電荷バイヤス・スピーシ
ズはこれらの固体を部分的に中和して、前記の段階のアニオン高分子電解質接触
填料とカチオン歩留まり向上剤との間の反応によってこれらの固体を凝集しやす
くするので好ましいと考えている。伝統的に使用されるカチオン電荷バイヤス・
スピーシズの一例はミョウバン石である。さらに最近の業界においては、好まし
くは500,000未満、さらに好ましくは約200,000未満、一般に約1
00,000の分子量を有する比較的低分子量のカチオン合成ポリマーを使用す
ることによって電荷バイヤスが実施されている。このような低分子量カチオン合
成ポリマーの電荷密度は比較的高い。これらの電荷密度は重合体キログラムあた
りカチオン窒素約4乃至約8当量の範囲内である。適当な材料の一例はコネチカ
ット州、スタンフォードのサイテック、インコーポレイテッドの製品、Cypro 51
4(登録商標)である。特に好ましい使用法は、抄紙繊維をアニオン高分子電解
質接触填料と混合する前に、この抄紙繊維に対して電荷バイヤス・スピーシズを
加えるにある。ファン・ポンプ後に加えられる凝集剤
微粒子填料と接触させられるアニオン高分子電解質および高分子電解質に接触
した填料と抄紙ファイバとに加えられるカチオン歩留まり向上剤のほか、水性抄
紙完成紙料に対して一定量の凝集剤を加えることが望ましい。この場合、用語「
凝集剤」は高分子電解質を意味する。この点に関して述べれば、微粒子填料に直
接に加えられる凝集剤はアニオン高分子電解質ポリマーでなければならないが、
追加的凝集剤は好ましくは、いわゆるファン・ポンプの中でウエブ形成に先だっ
て機械水による最終的希釈が実施された後で添加され、この場合凝集剤はアニオ
ン型またはカチオン型のいずれとすることもできる。抄紙業界においては剪断段
階が凝集剤によって形成されたフロックを破断することは公知であるので、水性
抄紙スラリに対してできるだけ多くの剪断段階を加えた後に凝集剤を加えること
が好ましい。
前述のように加えられる好ましい「アニオン凝集剤」はこの明細書において前
述したアニオン高分子電解質と同一の化学的性質を有する。次に、「カチオン凝
集剤」の好ましい形態について説明する。
本明細書において使用される用語「カチオン凝集剤」は、カチオンモノマーか
ら成りまたはカチオンモノマーを含む1種または複数のエチレン不飽和モノマー
、一般にアクリルモノマーの共重合によって形成されたクラスの高分子電解質を
言
う。
適当なカチオンモノマーは酸性塩または第四アンモニウム塩としてのジアルキ
ル アミノアルキル−(メタ)アクリラートまたは−(メタ)アクリルアミドで
ある。適当なアルキル基は、ジアルキルアミノ(メタ)アクリラート、ジアルキ
ルアミノエチル(メタ)アクリルアミドおよびジアルキルアミノメチル(メタ)
アクリルアミドおよびアルキルアミノ−1,3−プロピル(メタ)アクリルアミ
ドである。これらのカチオンモノマーは、好ましくは非イオンモノマー、好まし
くはアクリルアミドと共重合される。他の適当なポリマーはポリメチレン イミ
ン、ポリアミド エピクロルヒドリン ポリマー、およびジアリル ジメチルア
ンモニウム クロライドなどのモノマーの一般にアクリルアミドとのホモポリマ
ーまたはコポリマーである。
凝集剤は、例えばカチオンデンプンの球状構造と比較して実質的に線形のポリ
マーである。
中程度の密度が好ましいが広い範囲の電荷密度が使用される。本発明の生成物
を製造するためのポリマーは、ポリマーグラムあたり、約0.2から2.5、ま
で、さらに好ましくは約1から1.5ミリ当量の範囲内の頻度でカチオン官能基
を含んでいる。
本発明によるティシュ製品の製造に使用されるポリマーは、少なくとも約50
0,000の分子量、好ましくは約1,000,000以上の分子量、望ましく
は約5,000,000以上の分子量を有しなければならない。
使用可能の材料の例はRETEN 1232(登録商標)およびMicrof
orm 2321(登録商標)(この両者はエマルジョン重合されたカチオンポ
リアクリルアミド)および固体粒状で市販されるRETEN 157(登録商標
)である。これらのすべての材料はデラウエア州ウイルミングトンのハーキュリ
ーズ、インコーポレイテッドの製品である。他の使用可能のカチオン凝縮剤
はコネチカット州、スタンフォードのサイテック、インコーポレイテッドの製品
、Accurac 91である。
本発明において使用されるポリマーはアニオン型であれカチオン型であれ、同
程度の濃度と全体使用率の水溶液として供給される。これらのポリマーの濃度は
これを水性抄紙完成紙料と接触させる前に約く0.3%固体以下、さらに好まし
くは約0.1%固体以下であることが好ましい。当業者には明らかなように、こ
れらのポリマーの使用率は広く変動する。ポリマー乾燥重量とティシュ・ペーパ
の乾燥仕上がり重量に対して約0.005%重量の低いポリマー量が有効な結果
を生じるが一般にその使用率はこれらの材料の一般使用率よりも本発明において
は高いことが期待される。約0.5%もの含有量を使用することができるが、一
般に約0.1%が最適である。ミクロ粒子
当業界においてはまた、ウエブの形成、脱水、強度および歩留まりの改良のた
めに高い表面積と高いアニオン電荷とを有するミクロ粒子の使用が推奨されてい
る。例えば1993年6月22日にスミスに対して発行された米国特許第5,2
21,435号参照。この特許を引例とする。この目的に一般に使用される材料
はシリカコロイドまたはベントナイト粘土である。これらの物質の含有は明白に
本発明の主旨の範囲内に含まれる。湿潤強力樹脂
恒久的湿潤強度が望まれるならば、ポリアミド−エピクロルヒドリン、ポリア
クリルアミド、スチレン−ブタジエン ラテックス;不溶化されたポリビニル
アルコール;尿素−ホルムアルデヒド;ポリエチレンイミン;キトサンポリマー
およびそれらの混合物を含む化学剤グルーブを抄紙完成紙料に対してまたはエン
ブリオ・ウエブに対して加えることができる。ポリアミド−エピクロルヒドリン
樹脂は特に有効であることの発見されたカチオン湿潤強力樹脂である。この種の
適当の型の樹脂は1972年10月24日に発行された米国特許第3,700,
623号および1973年11月13日に発行された第3,772,076号に
記載され、これら両方の特許はケイムに対して発行され、その両方を引例とする
。有効なポリアミド−エピクロルヒドリン樹脂の商品の一例はデラウエア、ウイ
ルミングトン、ハーキュリーズ、インコーポレイテッドによってKymene
557H(登録商標)で市販される樹脂である。
多くのクレープトペーパ製品は、トイレットを通し腐敗システムまたは下水シ
ステムの中に処分する必要があるので、湿った時の強度が限定されなければなら
ない。これらの製品に対して湿潤強度が与えられるとしても、これは水の存在に
おいてその強度の全部または一部を失うような一時的湿潤強度であることが好ま
しい。一時的な湿潤強度が望まれる場合、結合剤はジアルデヒドデンプン、また
はナショナル・スターチ・アンド・ケミカルカンパニーによって提供されるCo
−Bond 1000(登録商標)、コネチカット州スタンフォード、サイテッ
ク、インコーポレイテッドによって市販されるParez 750(登録商標)
および1991年1月1日にBjorkquistに発行された米国特許第4,981,5
57号(この特許を引例とする)に記載の樹脂など、アルデヒド官能基を有する
その他の樹脂から成るグループから選定することができる。吸収度助剤
吸収性(度)を増大する必要のある場合には、本発明のクレープ・ティシュ・
ペーパ・ウエブを処理するために界面活性剤を使用することができる。もし使用
されればこの界面活性剤のレベルは、ティシュ・ペーパの乾燥繊維重量に対して
約0.01%乃至約2.0重量%の範囲内とすることが好ましい。界面活性剤は
8または8以上の炭素原子を有するアルキル分子鎖を有することが好ましい。ア
ニオン界面活性剤の例は、線形アルキルスルホナートおよびアルキルベンゼンス
ルホナートである。非イオン界面活性剤の例は、Croda,Inc(ニューヨ
ーク州NY)から市販されるCrodesta SL−40(登録商標)などの
アルキルグリコシドエステルを含むアルキルグリコシド、1977年3月8日に
W.K.ランドンほかに発行された米国特許第4,011,389号に記載のア
ルキルグリコシドエーテル、およびグリコ・ケミカルズ、インコーポレイテッド
(コネチカット州、グリーンウイッチ)から市販されるPegosperse
200 MLおよびローン・プーランク(ニュージャジー州、クランベリ)から
市販されるIGEPAL RC−520(登録商標)などのアルキルポリエトキ
シラート化エステルである。化学的柔軟化剤
化学的柔軟化剤が明白にオプション成分として含まれる。適当な化学的柔軟化
剤は塩化ジ獣脂ジメチルアンモニウム、硫酸ジ獣脂ジメチルアンモニウムメチル
、塩化ジ(水素処理)獣脂ジメチルアンモニウムなどの公知のジアルキルジメチ
ルアンモニウム塩を含み、これらのうちで硫酸ジ(水素処理)獣脂 ジメチル
アンモニウム メチルが好ましい。この特定の材料はオハイオ、ダブリンのウイ
トコ・ケミカル・カンパニー、インコーポレイテッドからVarisoft 1
37(登録商標)として市販されている。第4アンモニウム化合物の生物分解性
モノおよびジ−エステル バリエーションも使用することができ、本発明の主旨
の
範囲内にある。
前記のオプション化学添剤のリストは単なる一例であって本発明の主旨を制限
するものではない。
図面の詳細な説明
クレープ抄紙操作用の完成紙料の水性抄紙工程を概略図示する第1図およびク
レープ抄紙操作を概略図示する第2図を参照して本発明をさらに詳細に説明する
。
下記の説明は第1図を参照して行う。
比較的長い抄紙繊維の水性スラリを一時的に貯蔵するための貯蔵タンク24が
備えられている。このスラリはポンプ25によって搬送され、場合によってはリ
ファイナー26を通過させられて長い抄紙繊維の強度ポテンシャルを十分に開発
する。仕上がり製品において所望のように湿潤強度と乾燥強度とを生じるように
、追加的管27が樹脂を搬送する。次にスラリはその樹脂吸収の支援のためミキ
サ28の中で調整される。この適度に調整されたスラリは次にファンポンプ30
の中で白水29によって希釈されて、希釈された長い抄紙繊維を形成する。オプ
ションとして、管32はスラリ31と混合される凝集剤32を搬送して水性凝集
長繊維抄紙スラリ31を形成する。
さらに第1図について述べれば、貯蔵タンク34は微粒子状填料スラリの容器
である。追加的管35はアニオン凝集剤の水性分散系を搬送する。ポンプ36は
微粒子スラリを搬送し、また凝集剤を分散させる。スラリは填料の吸収を促進す
るためにミキサ37の中で調整される。得られたスラリ38が、抄紙短繊維の水
性分散系と混合される点まで搬送される。
さらに第1図について述べれば、容器39から抄紙短繊維スラリが出てポンプ
40によって管48を通して、前記の調整された微粒子填料スラリ38と混合さ
れて短繊維をベースとする水性抄紙スラリ48を成す点まで搬送される。管46
はカチオン(陽イオン)デンプンの水性分散系を搬送し、この分散系がミキサ5
0によって支援されてスラリ41と混合し、凝集されたスラリ47を形成する。
白水29がこの凝集性スラリの中に送られてファン・ポンプ42の中で混合され
、希釈凝集短繊維をベースとする水性抄紙スラリ43となる。オプションとして
、管44が追加的凝集剤を送って、希釈スラリ43の凝集度を増大してスラリ4
5を形成する。
好ましくは、第1図のように形成された抄紙短繊維スラリ45は第2図に図示
の好ましい抄紙工程に送られ、2つの近似的に等しい流れに分割され、これらの
抄紙流がそれぞれヘッドボックス・チャンバ82と83の中に送られ、それぞれ
強い、柔らかな、低ダスティング、充填クレープ・ティシュ・ペーパのヤンキー
反対側面層75とヤンキー側面層71とに展開される。同様に第1図に図示の抄
紙長繊維スラリ33は好ましくはヘッドボックス・チャンバ82bの中に送られ
、最終的に強い柔らかな低ダスティング、充填クレープ・ティシュの中心層73
に展開される。
第2図は強い柔らかな低ダスト、充填クレープ・ティシュ・ペーパを製造する
クレープ抄紙工程を示す概略図である。
第2図は本発明による抄紙用の好ましい抄紙機械80の側面積である。この第
2図において、抄紙装置80は、上チャンバ82、中央チャンバ82bおよび下
チャンバ83を有する積層ヘッドボックス81とスライス・ルーフ84と、長網
ワイヤ85とを含み、この長網ワイヤ85はブリースト・ロール86、デフレク
タ90、真空吸引ボックス91と、コーチ・ロール92と、複数の回転ロール9
4との回りに掛け回されている。装置の運転に際して第1の完成紙料が上チャン
バ82を通してポンプ輸送され、第2の完成紙料が中心チャンバ82bを通して
ポンプ輸送され、第3紙料が最下チャンバ83を通してポンプ輸送され、次にス
ライス・ルーフ84から出て、長網ワイヤ85の上と下を通って層88a、88
bおよび88cから成るエンブリオ・ウエブ88を形成する。長網ワイヤ85を
通して脱水が生じ、この脱水はデフレクタ90と真空ボックス91とによって支
援される。長網ワイヤが矢印方向に回転する際に、この長網がブリースト・ロー
ル86の上を通過し始める前に、シャワー95がこの長網ワイヤを洗滌する。ウ
エブ転送区域93において、エンブリオ・ウエブ88は真空転送ボックス97の
作用で多孔性キャリア・ファブリック96に転送される。キャリア・ファブリッ
ク96はウエブを転送区域93から真空脱水ボックスを通して、さらに吹き通し
プレドライヤー100を通過させ、さらに2つの回転ロール101に沿って搬送
した後、このウエブは加圧ロール102の作用でヤンキー・ドライヤ108に転
送される。この場合キャリア・ファブリック96は、そのループを完了する際に
、追加的回転ロール101、シャワ−103および真空脱水ボックス105の上
を通って洗滌され脱水される。予乾燥された紙ウエブはスプレー・アプリケータ
109によって加えられる接着剤によって支援されてヤンキー・ドライヤ108
の円筒形表面に対して接着される。この乾燥は、水蒸気で加熱されたヤンキー・
ドライヤ108上において、乾燥フード110を通して循環され図示されていな
い手段によって加熱された熱空気によって完了する。次にウエブはヤンキー・ド
ライヤ108がドクター・ブレード111によって乾式クレーピング・ヤンキー
側層71、中心層73およびヤンキー反対側層75とを含む紙シート70を成す
。次に紙シート70はカレンダー・ロール112と113との間を通り。リール
115の外周部に掛け回され、次に軸118上に配置されたコア117を有する
ロール116の上に巻き取られる。
さらに第2図について述べれば、紙シート70のヤンキー側層71の起源は、
ヘッドボックス81の最下チャンバ83からポンプ輸送された完成紙料であって
、この完成紙料は長網ワイヤ85の上に直接に加えられて、エンブリオ・ウエブ
8
8の下層を成す。紙シート70の中心層73の起源はヘッドボックス81のチャ
ンバ82bを通して送られた完成紙料であって、この紙料は層88cの上に層8
8bを成す。紙シート70のヤンキー反対側層75の起源はヘッドボツクス81
の上チャンバ82から出た完成紙料であってこの完成紙料はエンブリオ・ウエブ
88の層88bの上に層88aを成す。第2図は3層ウエブを形成するに適した
ヘッドボックス81を有する抄紙器80を示しているが、ヘッドボックス81は
他の場合には単層ウエブ、2層ウエブまたはその他の多層ウエブを形成するよう
に構成することができる。
さらに第2図に示した抄紙器80上の本発明による紙シート70の製造につい
て述べれば、長網ワイヤ85は優れた地合いが生じるように、短繊維完成紙料を
成す繊維の平均長よりも比較的狭いスパンを有する微細なメッシュを有しなけれ
ばならない。また多孔性キャリア・ファブリック96は、そのフィラメント間ス
ペースの中にエンブリオ・ウエブのファブリック側面が閉塞することを実質的に
防止するために、長繊維完成紙料を成す繊維の平均長よりも小さい開口スパンを
有する細かなメッシュを有しなければならない。また、図示の紙シート70の製
造工程に関しては、このウエブはクレーピング処理前に約80%未満の繊維濃度
、さらに好ましくは約95%未満繊維濃度まで乾燥されることが好ましい。
本発明は、通常のフエルトプレスされたクレープ・ティシュ・ペーパ、高かさ
パタン濃密化クレープ・ティシュ・ペーパおよび高かさの圧縮されていないクレ
ープ・ティシュ・ペーパを含めて一般にクレープ・ティシュ・ペーパに応用可能
であるが、これには限定されない。
本発明の充填クレープ・ティシュ・ペーパは10g/m2乃至約100g/m2
の範囲内の坪量を有する。本発明の充填ティシュ・ペーパはその好ましい実施態
様において、約10g/m2乃至約50g/m2、最も好ましくは約10g/m2
乃至約30g/m2の範囲内の坪量を有する。本発明に適したクレープ・ティシ
ュ・
ペーパ・ウエブは約0.60g/cm3また未満の密度を有する。本発明の充填
ティシュ・ペーパは約0.03g/cm3乃至約0.6g/cm3、最も好ましくは
約0.05g/cm3乃至0.2g/cm3の範囲内の密度を有する。
さらに本発明は多層ティシュ・ペーパ・ウエブに適用される。積層ペーパ・ウ
エブから形成されたティシュ構造は、1976年11月13日にモルガン Jr
.ほかに発行された米国特許第3,994,771号、1981年11月17日
にカルスエン発行された米国特許第4,300,981号、3979年8月28
日にダニングほかに発行された米国特許第4,166,001号および1994
年9月7日にエドワードほかに発行された欧州特願第0,613979号A1に
記載され、これらすべての文献を引例とする。各層は相異なる型の繊維から成る
ことが好ましく、代表的には多層ティシュ・ペーパの製造に際してこれらの繊維
は比較的長い針葉樹と比較的短い広葉樹から成る。本発明に適した多層ティシュ
・ペーパ・ウエブは少なくとも2つの重ね合わされた層から成り、すなわち内側
層とこの内側層に接続された少なくとも1つの外側層とから成る。好ましくは多
層ティシュ・ペーパは3枚の重ね合わされた層から成り、すなわち内側層または
中心層と2枚の外側層とから成り、内側層が2枚の外側層の中間に配置される。
2枚の外側層は好ましくは、約0.5乃至約1.5mm、好ましくは約1.0m
m未満の平均繊維長を有する比較的短い抄紙用繊維の生フィラメント成分を含む
。これらの抄紙用短繊維は広葉樹であって、好ましくは広葉樹クラフト繊維であ
って、最も好ましくはユーカリから誘導される。内側層は好ましくは少なくとも
約2.0mmの平均繊維長を有する比較的長い抄紙繊維の生フィラメント成分を
含む。これらの抄紙長繊維は代表的には針葉樹ファイバ、好ましくはノザンソフ
トウッド・クラフト繊維である。好ましくは本発明の粉状填料の大部分が本発明
の多層ティシュ・ペーパ・ウエブの外側層の少なくとも一方の中に含有される。
さらに好ましくは本発明の粉状填料の大部分は両方の外側層の中に含有される。
単層または多層クレープ・ティシュ・ペーパ・ウエブから製造されたクレープ
・ティシュ・ペーパ製品は単層または多層製品とすることができる。
本発明の実施に伴う利点は、与えられた量のティシュ・ペーパ製品を製造する
ために必要とされる抄紙用繊維の量を低減できることにある。さらに本発明のテ
ィシュ製品の光学特性、特にその不透明度が改良される。これらの利点が、高い
強度レベルと低ダスティング度とを有するティシュ・ペーパ・ウエブにおいて実
現される。
本発明において使用される用語「不透明度」とは、電磁スペクトルの可視部分
に対応する波長の光の伝送に対するティシュ・ペーパ・ウエブの抵抗度を言う。
「特定の不透明度」とは、ティシュ・ペーパ・ウエブの測量単位、1g/m2ごと
に与えられる不透明度の測定値である。不透明度を測定し特定比透明度を計算す
る方法はこの明細書において詳細に後述する。本発明によるティシュ・ペーパ・
ウエブは好ましくは約5%以上、さらに好ましくは約5.5%以上、最も好まし
くは約6%以上の比不透明度を有する。
本明細書において用語「強さ」とは比全体引張り強さを意味し、この測定値の
測定法は下記に詳述する。本発明によるティシュ・ペーパ・ウエブは強力である
。これは一般的にその比全体引張り強さが少なくとも約0.25メートル、さら
に好ましくは約0.40メートル以上であることを意味する。
「リント」および「ダスト」の用法はは本明細書においては言い換え可能に使
用され、ティシュ・ペーパ・ウエブが制御された磨耗テストに対して繊維または
微粒子填料を放出する傾向を意味し、その測定法については下記に詳述する。繊
維または粒子を放出する傾向はこのような繊維または粒子のウエブ構造に対する
固定度に直接関連しているのであるからリントおよびダストはウエブの強さに関
連している。全体的固定レベルが上昇するに従って、ウエブ強度が増大する。し
かし許容できるとみなされる強度を有するがリントまたはダストの発生が許容で
きないレベルが存在する。これは、リントまたはダストの発生が局所化される結
果である。例えば、ティシュ・ペーパの表面がリントまたはダストの発生傾向が
あるが、表面下の結合度が全体強度レベルをきわめて許容できるレバーまで押し
上げるのに十分な場合がある。また他の場合には、比較的長繊維の骨格から強度
が誘導されるが、繊維粒子または微粒子填料が構造中に十分に結合されていない
場合がある。本発明による填料を含むティシュ・ペーパ・ウエブは比較的リント
が少ない。約12以下のリントレベルが好ましく、約10以下がさらに好ましく
、8以下が最も好ましい。
本発明の多層ティシュ・ペーバ・ウエブは、柔らかな吸収性の多層ティシュ・
ペーパ・ウエブが必要とされるいずれの用途においても使用することができる。
本発明の多層ティシュ・ペーパ・ウエブの特に好ましい用途はトイレット・ティ
シュおよび顔ティシュ製品である。本発明のウエブから単層ティシュ・ペーパも
多層ティシュ・ペーパも製造することができる。
分析手順およびテスト手順
A.密度
本明細書において使用される用語としての多層ティシュ・ペーパの密度は、こ
のペーパの坪量をキャリパーによって割り適当な単位変換を加えて計算された平
均密度である。本明細書において使用される多層ティシュ・ペーパのキャリパー
は、95g/in2(15.5g/cm2)の圧縮荷重を受けたペーパの厚さであ
る。
B.分子量特定
ポリマー材料の本質的な特異性はその分子サイズにある。各種の用途において
ポリマーの使用を可能とする特性は殆ど全部そのマクロ分子構造に由来する。こ
れらの物質を完全に特徴づけるためには、その分子量と分子量分布とを定義し特
定する手段を有する必要がある。用語として分子量よりは相対分子量を使用する
方が正確であるが、ポリマー・テクノロジーにおいては後者の「分子量」がより
一般的に使用されている。分子量分布を定義することは必ずしも実際的でない。
しかしクロマトグラフィー技術の使用して、これが一般的な慣行となっている。
むしろ分子サイズを分子量平均として表現した方がよい。
分子量平均
相対分子質量(Mi)を有する分子の重量部(wi)を表わす簡単な分子量分
布を考慮すれば、二、三の有効な平均値を定義することができる。個々のサイズ
(Mi)の分子数(Ni)に基づいて実施された平均は下記の数平均分子量を与
える:
この定義の重要な結論は、グラム表示の数平均分子量が分子のアボガドロ数を
含むことである。このような分子量の定義は、モノ分散分子スピーシズ、すなわ
ち同一分子量を有する分子の定義と一致する。さらに重要なことは、ポリ分散ポ
リマーの与えられた質量の中の分子数がなんらかの方法で特定できるならば、n
を容易に計算できるということの認識である。これは統合的特性特性の基礎であ
る。
与えられた質量(Mi)の分子の重量部(Wi)に基づく計算は下記の重量平
均分子量の定義に導く。
wはポリマーの融解粘度および機械的特性などの特性をより正確に反映するの
で、wはnよりもポリマー分子量を表現するためのより有効な手段であるので、本
発明においてはこのwを使用する。
C.填料粒径の特定
特に粒径は填料をペーパ・シートの中に保持する能力に関するものであるので
、
粒径は填料性能の重要な決定因子である。特に粘土粒子は平坦またはブロック状
をなし、球形ではないが、「等価球形直径」と呼ばれる測定値を変形粒子の相対
測定値として使用することができるので、この測定値は、工業界が粘土その他の
粒状填料の粒径を測定するために使用する主たる方法の1つである。填料の等価
球形直径の測定はSedigraph R分析に基づくTAPPI Useful Met
hod 655を使用して実施することができる。すなわち、ジョージア州、Micro-
meritics Instrument Corporation of Norcrossから市販される型の計器によっ
て実施することができる。この計器は粒状填料の分散スラリの重力沈降速度を特
定するために軟X線を使用し、また等価球形直径を計算するためにストークスの
法則を使用する。
D.ペーパ中の填料の定量分析
当業者には明かなように、ペーパ中の非セルローズ填料物質の定量分析の多数
の方法が存在する。本発明の実施を支援するため、最も好ましい無機型填料に応
用可能の2つの方法を詳細に説明する。第1法、すなわち灰化法は無機填料一般
に使用可能である。第2法、すなわちXRFによるカオリン特定法は、特に本発
明の実施に適した填料、すなわちカオリンに対して修正されたものである。
灰化
灰化はマッフル炉を使用して実施される。この方法においては、まず4桁秤を
浄化し、校正し、またタール塗布する。次に清潔な空の白金皿を前記秤の秤台上
で秤量する。空の白金皿の重量をグラム単位で1万分の1の桁まで記録する。秤
に再タール塗布することなく、約10グラムの填料含有ティシュ・ペーパ標本を
白金皿の中に慎重に折り込む。白金皿とペーパの重量をグラム単位で1万分の1
の桁まで記録する。
次に、白金皿中のペーパをブンゼンバーナ炎をもって低温で予灰化する。この
際に、空気含有灰の形成を防止するようにこの工程をゆっくり実施するように注
意しなければならない。空気含有灰が観察されれば、新しい標本を作成しなけれ
ばならない。この予灰化段階の炎が鎮火した時、標本をマッフル炉の中に配置す
る。マッフル炉は575℃温度でなければならない。標本をマッフル炉の中で約
4時間で完全に灰化させる。この時間後に、標本を細ひもで除去し、正常な難燃
性表面上に配置する。標本を30分間冷却させる。冷却後に、白金皿/灰分組立
体をグラム単位で1万分の1の桁まで記録する。
白金皿/灰分組立体の重量から正常な空の白金皿の重量を引くことによって填
料含有ティシュ・ペーパ中の灰分を計算する。この灰分重量をグラム単位で1万
分の1の桁まで記録する。
灰分重量は、灰化に際しての填料損失(例えばカオリン中の水蒸気損失)を知
ることによって填料重量に変換される。これを特定するため、まず4桁秤の皿上
で正常な空の白金皿を秤量する。空の白金皿の重量をグラム単位で1万分の1の
桁まで記録する。秤を再タール塗布することなく、約3グラムの填料を白金皿の
中に慎重に注入する。白金皿/填料組立体の重量をグラム単位で1万分の1の桁
まで記録する。
次に、この標本を575℃のマッフル炉の中に慎重に配置する。標本をマッフ
ル炉の中で約4時間で完全に灰化させる。この時間後に、標本を細ひもで除去し
、正常な難燃性表面上に配置する。標本を30分間冷却させる。冷却後に、白金
皿/灰分組立体をグラム単位で1万分の1の桁まで秤量してこの重量を記録する
。
下記の式を使用して、オリジナル填料標本中の灰化損失パーセントを計算する
。
[(オリジナル填料標本および白金皿の重量)
カオリン中の灰化損失%は10乃至15%である。この場合、グラム数で表わ
されたオリジナル灰分重量は下記の式によってグラム単位の填料重量に変換され
る。
次にオリジナル填料ティシュ・ペーパ中の填料%は下記の式によって計算され
る。
XRFによるカオリン粘土の特定
マッフル炉灰化技術に対するXRF法の主たる利点は速度にあるが、この方法
は普遍的には使用されない。XRF分光器はマッフル炉灰化法が数時間を要する
のに対して5分以内でペーパ標本中のカオリン粘土のレベルを定量することがで
きる。
X線蛍光技術は、X線管からのX線光子による標本の爆撃に基づいている。こ
の高エネルギー光子による爆撃は内核準位の電子を標本中の元素によって光電子
放出させる。これらの空の内核準位は次に外核電子によって満たされる。この外
核電子による充填の結果として蛍光プロセスを生じ、標本中の元素によって追加
的X線光子が放出される。各元素はこれらのX線蛍光遷移に対して個別の「指紋
」エネルギーを有する。これらの放出されたX線蛍光光子の当該元素のエネルギ
ー、従ってその識別はリチウム・ドーピングされたケイ素半導体デテクタによっ
て特定される。このデテクタは衝突光子のエネルギーを特定し、従って標本中に
存在する元素を識別することができる。大部分の標本マトリックスの中において
ナトリウムからウラニウムまでの元素が識別可能である。
粘土填料の場合、検出された元素はケイ素とアルミニウムである。この粘土分
析に使用されたX線蛍光計器はカリフォルニア州、マウンティン・ビューのベー
カ−ヒューズ インコーポレイテッドによって製造されたSpectrace 5000である
。粘土定量分析の第1段階は、既知の粘土填料含有ティシュ標準セットによって
、例えば8乃至20%の範囲内の粘土含有量を使用して計器を校正するにある。
これらの標準ペーパ標本中の正確な粘土レベルを前述のマッフル炉灰化技術に
よって特定する。標準の1つとしてブランク・ペーパ標本も含まれる。計器の校
正のためには、所望のターゲット粘土レベルを挟む少なくとも5標準を使用しな
ければならない。
実際の校正プロセスの前に、X線管は13キロボルトおよび0.20ミリアン
ペアの設定値まで出力される。また計器は粘土中に含有されるアルミニウムとケ
イ素の検出信号を積分するように設定される。ペーパ標本を作るには、まず2"
×4"(5.08cm×10.16cm)ストリップを切り出す。このストリップを折り畳んで
、ヤンキー・ドライヤ反対側面を外側にして2"×2"(5.08cm×5.08cm)サイズ
を成す。この標本を標本カップの上に配置し、保持リングによって保持する。標
本の作成中に、標本を標本カップ上に平坦に保持するように注意しなければなら
ない。次に前記の既知の標準セットを使用してこの計器を校正する。
既知の標準セットによって計器を校正した後に、線形校正曲線をコンピュータ
システムのメモリに記憶する。この線形校正曲線を使用して、未知標準中の粘土
レベルを計算する。X線蛍光システムが安定し正しく作動するように保証するた
め、既知の粘土含有量のチェック標本を各未知標準セットによって走らせる。チ
ェック標本の分析結果が不正確な結果となれば(既知の粘土含有量から10乃至
15%のズレ)、この計器に対して障害追跡しまた/あるいは再校正する。
それぞれの抄紙条件について、少なくとも3未知標本中の粘土含有量を特定す
る。これらの3標本について平均値と標準偏差をとる。もし粘土の応用手順が疑
わしく、またはペーパの横方向または縦方向において粘土含有量を変動させるよ
うに意図的に設定されていれば、それ以上の標本を横方向および縦方向において
測定しなければならない。E.ティシュ・ペーパ・リントの測定
ティシュ製品から発生するリントの量をサザランド・ラブ・テスターによって
測定する。このテスターは、計量されたフェルトを静止トイレット・ティシュの
中で5回擦るためにモータを使用する。各摩擦テストの前後にハンター・カラー
・L値を測定する。これらの第2つのハンター・カラー・L値の差をリントとし
て計算する。標本作製:
リント摩擦テストの前に、テストされるペーパ標本をタッピ法 #T4020
M−88法によって調整しなければならない。この場合、標本は10乃至35%
の相対湿度レベルで、22乃至40℃の温度範囲内で24時間予調整される。こ
の予調整段階後に標本を48乃至52%相対湿度と22乃至24℃の温度範囲内
で24時間調整しなければならない。またこの摩擦テストは低温低湿度の室内で
実施しなければならない。
サザランド・ラブ・テスターはテスティング・マシン・インコーポレイテッド
(Amithiville,NY,11701)から入手される。まず、例えば
ロールの外側で取り扱う際に磨耗されてしまうような製品を取り除き廃棄する。
多層仕上がり製品を得るためには、それぞれ2シートの多層製品を含む3セクシ
ョンを除去し、実験台トップの上に設定する。単層製品を得るためには、それぞ
れ2シートの単層製品を含む6セクションを除去して実験台トップの上に設定す
る。次に各標本の折り目がティシュ標本の横方向にそって走るように半分に折り
畳む。多層製品を製造する場合、外側に向いた側面の一方が標本を折り畳んだ後
に同一の外側を向くようにする。言い替えれば、各層を相互に引き離すことなく
、製品の内側において相互に対向する側面を摩擦テストする。単層製品の場合、
ヤンキー・ドライヤから反対側面を有する3標本とヤンキー・ドライヤ側面を有
する3標本とを形成する。どの標本がヤンキー・ドライヤ側面であるか、またど
の標本がヤンキー・ドライヤ反対側面であるかを追跡しなければならない。
コーディッジ・インコーポレイテッド(800 E.Ross Road,Cincinatti,0hio
,45217)からCrescent #300厚紙の30"×40"(76.2cm×10.16
cm)片を入手する。ペーパ・カッタを使用して、それぞれサイズ2.5”×6”(6.
35cm×15.24cm)の6片の厚紙を切り出す。この厚紙をサザランド摩擦テスター
のホールドダウンピンの上に押しつけることによって6枚のカードにそれぞれ2
つの穴を穿孔する。
単層仕上がり製品を扱う場合、2.5”×6”(6.35cm×15.24cm)の厚紙片をそ
れぞれ前記の6枚の折り畳まれた標本の上に定心させ慎重に配置する。厚紙の6
”(15.24cm)サイズが各ティシュ標本の縦方向(MD)に対して平行に走るよ
うに注意する。多層仕上がり製品を扱う場合には、2.5”×6”(6.35cm×15.24cm
)厚紙の3片のみが必要である。各厚紙片を前記の折り畳まれた3標本上に定心
させ慎重に配置する。この場合にも、厚紙の6”(15.24cm)サイズが各ティシュ標
本の縦方向(MD)に対して平行に走るように注意する。
ティシュ標本の露出された部分の一方の縁部を厚紙の裏面に折り返す。3Mイ
ンコーポレイテッドから入手される接着剤テープ(3/4”wide Scotch Brand,St
.Paul,MN)をもって、前記の縁部を厚紙の上に固着する。他方の張り出したテ
ィシュ縁部を慎重につかんで、これを厚紙の裏面にぴったり折り畳む。ペーパの
この第2縁部を厚紙上にぴったり固着した状態に保持しながら、接着剤テープで
接着する。各標本についてこの手順を繰り返す。
各標本を裏返し、ティシュ・ペーパの横方向縁部を厚紙にテープ接着する。接
着剤テープの半分がティシュ・ペーパと接触し、他の半分が厚紙に固着しなけれ
ばならない。各標本についてこの手順を繰り返す。この作成工程中にティシュ標
本が破断し、破裂しまたは擦り切れれば、この標本を捨てて、新しいティシュ標
本ストリップで新しい標本を作成する。
多層逆転製品を製造する場合には、厚紙上に3標本を配置する。単層仕上がり
製品の場合には、厚紙上にヤンキー・ドライヤ反対側を外側にした3標本とヤン
キー・ドライヤ側面を外側にした3標本とを配置する。フェルト製造
コーディッジ・インコーポレイテッド(800E.RossRoad,Cincinatti,0hio,4
5217)からCrescent #300厚紙の30”×40”(76.2cm×10.16c
m)片を入手する。ペーパ・カッタを使用して、それぞれサイズ2.25”×7.25”
(5.715cm×18.415cm)の6片の厚紙を切り出す。短辺に対して平行に、厚紙の
白色側面の最上縁部と最下縁部から2本の線を平行に引く。案内部材としてまっ
すぐな縁部を使用して剃刀刃によってこの線の長さにそって慎重に刻み目をいれ
る。シート厚さの約半分の深さまで刻み目をいれる。この刻み目によって厚紙/
フェルト組立体をサザランド摩擦テスターの周囲にきつく締付けることができる
。厚紙の刻み目側面の上に厚紙の長さに対して平行な矢印を引く。
6片のブラックフェルト(New England Gasket,550 Broad Street,Bristol
,CT 06010から市販されるF−55または等価物)を2.25”×8.5”×0.0625
”(5.715cm×21.59cm×0.158cm)のサイズに切断する。フェルトと厚紙の長辺
が平行となり整列するように、フェルトを厚紙の刻み目を有しないグリーンサイ
ドの上に配置する。フェルトの毛羽側面を上にする。また厚紙の最上縁部と最下
縁部を約0.5”(1.27cm)だけ張り出させる。フェルトの両方の張り出縁部を厚
紙の裏面にぴったり折り返しスコッチ・ブランド・テープによって固着する。こ
のような全部で6枚のフェルト/厚紙組立体を作成する。
最良の再現性を得るため、すべての標本を同一のフェルト・ロットについてテ
ストしなければならない。明かに、1つのフェルト・ロットが完全に枯渇される
場合がある。新しいフェルト・ロットをえなければならない場合、この新しいフ
ェルト・ロットについて修正ファクタを特定しなければならない。修正ファクタ
を特定するためには、代表的な単一のティシュ標本と、新ロットおよび旧ロット
の24厚紙/フェルト標本を形成するのに十分なフェルトとを用意する。
下記に説明するように、摩擦が開始される前に、新ロットおよび旧ロットの2
4厚紙/フェルト標本のハンターL読取値を得る。新ロットの24厚紙/フェル
ト標本と旧ロットの24厚紙/フェルト標本の両方の平均値を計算する。
次に下記のようにして、これらの新ロットの24厚紙/フェルト標本と旧ロッ
トの24厚紙/フェルト標本の両方を摩擦テストする。新ロットと旧ロットの2
4標本のそれぞれについて同一のティシュ番号を使用するように注意する。さら
に、厚紙/ティシュ標本の作成に際してのペーパのサンプリングは、新ロットの
フェルトと旧ロットのフェルトができるだけ代表的なティシュ標本に露出される
ように実施しなければならない。単層ティシュ製品の場合には、破損または摩耗
した製品があれば、これを破棄する。次にそれぞれ2使用可能単位(シートとも
呼ばれる)の長さの48ティシュ・ストリップを得る。最初の2使用可能単位の
ストリップを実験台の最左端に配置し、48標本の最後のものを実験台の右端に
配置する。左端標本の隅の1cm×1cm区域の中に番号「1」を付ける。次に
順次に標本上に48まで番号を付け、最後の標本が番号「48」を付けられる。
新フェルトについて24の奇数番号標本を使用し、旧フェルトについて24の
偶数番号標本を使用する。奇数番号標本を最小から最大まで並べる。偶数番号標
本を最小から最大まで並べる。そこで各セットの最低数に文字「Y」を付ける。
次の数に文字「O」を付ける。つづけて、このような交代「Y」/「O」パタン
を各標本に付ける。ヤンキー・ドライヤ側面リント分析のために「Y」標本を使
用し、ヤンキー・ドライヤ反対側リント分析のために「O」を使用する。そこで
単層製品については、新ロット・フェルトと旧ロット・フェルトについて合計2
4の標本が存在する。この24のうち、12はヤンキー・ドライヤ側面リント分
析用であり、他の12はヤンキー・ドライヤ反対側リント分析用である。
下記のようにして旧フェルトの24標本全部を摩擦テストしそのハンター・カ
ラーL値を測定する。旧フェルトについて12のヤンキー・ドライヤ側面ハンタ
ー・カラーL値を記録する。これらの12値を平均する。旧フェルトについて、
12のヤンキー・ドライヤ反対側ハンター・カラーL値を記録する。これらの1
2値を平均する。ヤンキー・ドライヤ側面摩擦された標本の平均ハンター・カラ
ーL値から、オリジナルの摩擦されていないフェルトの平均ハンター・カラーL
値を引く。これはヤンキー・ドライヤ側面標本のデルタ平均差である。ヤンキー
・ドライヤ反対側面摩擦された標本の平均ハンター・カラーL値から、オリジナ
ルの摩擦されていないフェルトの平均ハンター・カラーL値を引く。これはヤン
キー・ドライヤ反対側面標本のデルタ平均差である。前記のヤンキー・ドライヤ
側面デルタ平均差とヤンキー・ドライヤ反対側面デルタ平均差とを合計し、この
合計を2で割る。これは旧フェルトの未修正リント値である。旧フェルトの現在
のフェルト修正ファクタがあれば、これを旧フェルトの未修正リント値に加える
。この値が旧フェルトの修正リント値である。
前記のようにして、新フェルトの24標本全部を摩擦テストしそのハンター・
カラーL値を測定する。新フェルトについて12のヤンキー・ドライヤ側面ハン
ター・カラーL値を記録する。これらの12値を平均する。新フェルトについて
、12のヤンキー・ドライヤ反対側ハンター・カラーL値を記録する。これらの
12値を平均する。ヤンキー・ドライヤ側面摩擦された標本の平均ハンター・カ
ラーL値から、オリジナルの摩擦されていないフェルトの平均ハンター・カラー
L値を引く。これはヤンキー・ドライヤ側面標本のデルタ平均差である。ヤンキ
ー・ドライヤ反対側面摩擦された標本の平均ハンター・カラーL値から、オリジ
ナルの摩擦されていないフェルトの平均ハンター・カラーL値を引く。これはヤ
ンキー・ドライヤ反対側面標本のデルタ平均差である。前記のヤンキー・ドライ
ヤ側面デルタ平均差とヤンキー・ドライヤ反対側面デルタ平均差とを合計し、こ
の合計を2で割る。これは新フェルトの未修正リント値である。
旧フェルトの修正リント値と新フェルトの未修正リント値との差をとる。この
差が新フェルト・ロットのフェルト修正ファクタである。
このフェルト修正ファクタを新フェルトの未修正リント値に加えることは、旧
フェルトのリント値の修正と同一である。
同様手順が2層ティシュ製品について実施され、旧フェルトについて24標本
ランを実施し、新フェルトについて24標本ランを実施する。しかし、消費者の
使用した外側層のみが摩擦テストされる。前述のように、旧フェルトと新フェル
トについて代表的標本が得られるように標本を作成しなければならない。4ポンド重りについての注意事項
:
4ポンド(1.816kg)重りは4平方インチ(10.16cm2)の有効接触面積
を有し、平方インチ(2.54cm2)あたり1ポンド(0.453kg)の接触圧を生じる。
接触圧は重り表面上に取付けられたゴム・パッドを交換することによって変動さ
せることができるので、メーカ(Brown Inc.,Mechanical Service Department,
Kalamazoo,MI)によって提供されるゴム・パッドのみを使用することが重要で
ある。これらのパッドは、硬化し、摩耗しまたはちぎれた場合に交換しなければ
ならない。
重りを使用しない時、パッドが重りの全重量を支持しないように重りを配置し
なければならない。重りをその側面上に貯蔵するのが最良である。摩擦テスター計器の校正
:
サザランド・ラブ・テスターは使用前にまず校正しなければならない。まず、
テスターのスイッチを「cont」位置に移動させることによってこのテスター
をターンオンする。テスター・アームがユーザに最も近い位置にある時、テスタ
ー・スイッチを「auto」位置にターンオンする。大ダイヤル上のポインター
アームを「5」位置設定まで移動させることによってテスターを5ストロークで
走らせる。1ストロークは重りの1回の全前進後退運動である。各テストの始期
と終期において摩擦ブロックの末端はオペレータに最も近い位置になければなら
ない。
前述のようにして、厚紙標本上にティシュ・ペーパを作成する。さらに前述の
ようにして、厚紙標本上にフェルトを作成する。これらの両方の標本は計器の校
正のために使用され、実際の標本のデータを得るためには使用されない。
この校正ティシュ標本の厚紙の穴をホールドダウン・ピンの上に滑り込ませる
ことによって、ティシュ標本をテスターの基板上に配置する。ホールドダウン・
ピンはテスト中の標本の移動を防止する。厚紙側面を重りのパッドと接触させて
、校正フェルト/厚紙標本を4ポンド重り上にクリップ留めする。厚紙/フェル
ト組立体が重りに平坦に当接するように注意する。この重りをテスト・アームの
上に引っかけ、ゆっくりとティシュ標本を重り/フェルト組立体の下方に配置す
る。オペレータに最も近い重り末端がティシュ標本そのものではなくティシュ標
本の厚紙の上になければならない。フェルトはティシュ標本上に平坦に載置され
ティシュ面と100%接触しなければならない。「push」ボタンを押すこと
によってテスターを作動させる。
ストローク数のカウントを保持し、フェルト被覆された重りの標本に対する始
動位置と停止位置とを記憶する。ストロークの総数が5となりまたこのテストの
始点および終点においてオペレータに最も近いフェルト被覆された重りの末端が
ティシュ標本の厚紙の上にあれば、テスターは校正されたのであり、これを使用
することができる。ストロークの総数が5でなく、あるいはテストの始点または
終点においてオペレータに最も近いフェルトで被覆された重り末端がペーパ・テ
ィシュ標本そのものの上にあれば、5ストロークが計数されまたテストの始点ま
たは終点においてオペレータに最も近いフェルト被覆重りの末端が厚紙の上に配
置されるまで、校正手順を繰り返す。
実際の標本テスト中に、ストロークカウントとフェルトで被覆された重りの始
点と終点とをモニタし観察する。必要ならば再校正する。ハンター・カラーメータ校正
:
計器の操作マニュアルに概説された手順に従って、黒色または白色標準プレー
トに対してハンター・カラー差分メータを調整する。また標準化の安定性チェッ
クを実施し、過去8時間以内に実施されていなければ、毎日カラー安定性チェッ
クを実施する。さらに必要があれば、ゼロ・リフレクタンスをチェックし必要な
ら再調整する。
白色標準プレートを計器ポートの下方の標本台上に配置する。標本台を解除し
て、標本ポートの下方に上昇させる。
”L-Y”,”a-X”および”b-Z”標準ノブを使用して、”L”、”a”および
”b”押しボタンが順次に押された時にそれぞれの標準白色プレート値を読取る
ように計器を調整する。標本の測定
:
リント測定の第1段階は、トイレット・ティシュ上で摩擦される前に黒色フェ
ルト/厚紙標本のハンター・カラーL値を測定するにある。この測定の第1段階
は、標準白色プレートをハンター・カラー計器の計器ポートの下方から下降させ
るにある。矢印をカラーメータの背後に向けてフェルト被覆厚紙を標準プレート
の上に定心させる。標本台を解除し、フェルト被覆厚紙を標本ポートの下方に上
昇させる。
フェルト幅は視界直径よりやや大きいだけであるので、フェルトが完全に視界
をカバーするようにする。完全にカバーした後に、L押しボタンを押し、読取値
が安定するまで待つ。このL値を最寄りの0.1単位まで読取って記録する。
D25D2Aフードを使用する場合、フェルト被覆厚紙とプレートを下降させ
、矢印がメータの右側を指すようにフェルト被覆厚紙を90°回転させる。次に
標本台を解除し、もう一度、視界がフェルトによって完全にカバーされているこ
とを確認する。L押しボタンを押し下げる。この値を最寄りの0.1単位まで記
録する。D25D2Mの場合、読取られた値はハンター・カラーL値である。D
25D2Aヘッドにおいては回転標本読取値が記録され、ハンター・カラーL値
は2つの記録値の平均である。
この技術を使用してすべてのフェルト被覆厚紙についてハンター・カラーL値
を測定する。すべてのハンター・カラーL値が相互に0.3単位の範囲内にあれ
ば、初期L読取値を得るために平均値をとる。ハンター・カラーL値が0.3単
位の範囲内になければ、限界外のフェルト/厚紙組立体を放棄する。すべての標
本が相互に0.3単位の範囲内に入るまで、新しい標本を用意してハンター・カ
ラーL値測定を繰り返す。
実際のティシュ・ペーパ/厚紙組立体の測定のためには、校正ティシュ標本の
厚紙の穴をホールドダウン・ピンの上に滑り込ませることによって、ティシュ標
本をテスターの基板上に配置する。ホールドダウン・ピンはテスト中の標本の移
動を防止する。厚紙側面を重りのパッドと接触させて、校正フェルト/厚紙標本
を4ポンド重り上にクリップ留めする。厚紙/フェルト組立体が重りに平坦に当
接するように注意する。この重りをテストアームの上に引っかけ、ゆっくりとテ
ィシュ標本を重り/フェルト組立体の下方に配置する。オペレータに最も近い重
り末端がティシュ標本そのものではなくティシュ標本の厚紙の上になければなら
ない。フェルトはティシュ標本上に平坦に載置されティシュ面と100%接触し
なければならない。
次に「push」ボタンを押すことによってテスターを作動させる。5ストロ
ークの終点においてテスターは自動的に停止する。フェルト被覆重りのさらに標
本に対する停止位置を記憶する。オペレータに近いフェルト被覆重りの末端が回
路厚紙の上にあれば、テスターは適正に作動している。オペレータに近いフェル
ト被覆重りの末端が標本の上にあれば、測定を放棄し、サザランド・ラブ・テス
ター校正の章に記載のように再校正する。
重りをフェルト被覆厚紙と共に除去する。ティシュ標本を検査する。もし破損
していれば、フェルトとティシュを放棄し、テストを再開する。ティシュ標本が
無傷であれば、フェルト被覆厚紙を重りから取り外す。ブランク・フェルトにつ
いて前述したようにして、フェルト被覆厚紙上のハンター・カラーL値を測定す
る。摩擦後にフェルトのハンター・カラーL値の読取値を記録する。すべての他
の標本を摩擦し、ハンター・カラーL値を測定し記録する。
すべてのティシュが測定された後に、すべてのフェルトを除去し放棄する。フ
ェルト・ストリップは再び使用されない。厚紙は曲がり、ちぎれ、グシャグシャ
になり、またはもはや平滑な面を有しなくなるまで使用される。計算:
ヤンキー・ドライヤ反対側面およびヤンキー・ドライヤ側面のそれぞれの測定
値から、未使用のフェルトについて発見された平均初期L読取値を引くことによ
ってデルタL値を特定する。多層製品は紙の一方の側面のみを摩擦することを想
起されたい。従って、多層製品について3デルタL値が得られる。これらの3デ
ルタ値を平均し、フェルト・ファクタをこの最終平均値から引く。この最終結果
が2層製品のファブリック側面のリントと呼ばれる。
ヤンキー・ドライヤ側測定値とヤンキー・ドライヤ反対側測定値とが得られる
単一層の製品の場合、未使用フェルトについて求められた平均初期L読取値を3
ヤンキー・ドライヤ側面L読取値のそれぞれと、3ヤンキー・ドライヤ反対側L
読取値のそれぞれとから引く。3ヤンキー・ドライヤ側面値の平均デルタを計算
する。フェルトファクタをこれらの各平均値から引く。最終結果が、ファブリッ
ク側面のリントおよび単層製品のヤンキー・ドライヤ側面のリントと呼ばれる。
これらの2値の平均をとることにより、単層製品全体の最終リントが得られる。
F.ティシュ・ペーパのパネル柔軟性
理想的には、柔軟性テストに先だって、テストされる紙標本をタッピ(Tappi
)法 #T402OM−88によって調整しなければならない。この場合、標本
は相対湿度10乃至35%で、22乃至40℃の温度範囲内で、24時間予調整
される。この予処理段階後に、標本を48乃至52%の相対湿度で、22乃至2
4℃の温度範囲内で、24時間調整しなければならない。
理想的には、柔軟性パネル・テストは一定温度/湿度室の閉じ込め空間の中で
実施されなければならない。もしこれができなければ、対照を含めてすべての標
本が同一の環境露出条件を受けなければならない。
柔軟性テストは、American Society For Testing and Materialsによって1
968年に出版された”Manual on Sensory Testing Methods”、ASTM Special
Technical Publication 414に記載のものと類似の形の一対比較法によって実施
され、この文献を引例とする。柔軟性は、「対差異テスト」と呼ばれる方法を使
用して主観的テストによって評価される。この方法はテスト材料そのもの以外の
標準を使用する。触覚柔軟性については、被検者が標本を見ることができないよ
うに2つの標本を提示し、被検者がその一方を触覚柔軟性に基づいて選択するよ
うに要求される。テスト結果はパネル・スコア・ユニット(PSU)と呼ば
れるものの中に報告される。このPSUに報告される柔軟性データを得る柔軟性
テストに関しては、多数の柔軟性パネルテストが実施される。各テストにおいて
、10人の訓練された柔軟性ジャッジが3セットの一対標本の相対柔軟性に等級
を与えるように求められる。標本対は各ジャッジによって毎回1対づづ判定され
る。各対の一方の標本がX、他方がYと呼ばれる。簡単に述べれば、各X標本が
その対の他の標本Yに対して次のように等級を与えられる。
1.XがYより少し柔らかいと判定されれば、プラス1の等級が与えられ、Y
がXより少し柔らかいと判定されれば、マイナス1の等級が与えられる。
2.XがYより確実に少し柔らかいと判定されれば、プラス2の等級が与えら
れ、YがXより確実に少し柔らかいと判定されれば、マイナス2の等級が与えら
れる。
3.XがYより相当に柔らかいと判定されれば、プラス3の等級が与えられ、
YがXより相当に柔らかいと判定されれば、マイナス3の等級が与えられる。ま
た最後に、
4.XがYよりはるかに柔らかいと判定されれば、プラス4の等級が与えられ
、YがXよりはるかに柔らかいと判定されれば、マイナス4の等級が与えられる
。
これらの等級が平均されて、平均値がPSUユニットの中に入れられる。得ら
れたデータは一回のパネル・テストの結果とみなされる。複数の標本対が評価さ
れる場合には、すべての標本対がその等級に従って対統計分析法によって順位付
けられる。次に必要に応じて順位を上下移動させて、すべての標本がゼロ−ベー
ス標準となるようなゼロPSU値を与える。この場合、他の標本は、ゼロ−ベー
ス標準に対するその等級によって特定されるようなプラスまたはマイナス値を有
する。約0.2PSUが主観的に知覚された柔軟性の顕著な差異を代表するよう
に、実施され平均されるパネルテストの数を決定する。
G.ティシュ・ペーパの不透明度の測定
不透明度パーセントはClorquest DP-9000分光比色計を使用して測定される。
プロセッサの背後にオン/オフスイッチを配置し、これをターンオンする。計器
を2時間ウオームアップする。システムがスタンバイ・モードに入ると、キーパ
ッド上の任意にキーを押し、計器をさらに30分間ウオームアップさせる。
黒色ガラスと白色ガラスとを使用して計器を標準化する。標準化が読取モード
において、またDP9000計器マニュアルの標準化章に記載の指示に従って成
されたことを確認する。DP−9000の標準化のため、プロセッサ上のCAL
キーを押し、スクリーンに示されるプロンプト記号に従う。この場合、黒色ガラ
スと白色ガラスを読取るようにプロンプトされる。
DP−9000を前記マニュアルの指示に従ってゼロ化しなければならない。
セットアップモードに入るためにセットアップキーを押す。下記のパラメータを
定義する。
UFフィルタ:OUT
ディスプレー:ABSOLUTE
読取間隔:SINGLE
標本ID:ONまたはOFF
平均:OFF
統計:SKIP
カラースケール:XYZ
カラーインデックス:SKIP
カラー差スケール:SKIP
カラー差インデックス:SKIP
CMCレシオ:SKIP
CMCコマーシャルファクタ:SKIP
オブザーバ:10度
イリュミナント:D
M1 第2イリュミナント:SKIP
標準:WORKING
ターゲット値:SKIP
公差:SKIP
カラースケールがXYZに設定され、オブザーバが10度に設定され、またイ
リュミナントがDに設定されていることを確認する。白色校正タイルを使用する
こともできる。標本とタイルを標本ポート下方の位置まで上昇させY値を特定す
る。
標本とタイルを下げる。標本そのものを回転させることなく、白色タイルを除
去し、黒色ガラスと交換する。再び標本と黒色ガラスを上昇させ、Y値を特定す
る。単層ティシュ標本が白色タイル読取と黒色ガラス読取との間に回転されない
ようにする。
黒色ガラス上のY読取値と白色タイル上のY読取値との比率をとることによっ
て不透明度パーセントを計算する。次にこの値に100を掛けて、不透明度パー
セント値を得る。
本明細書の目的から、不透明度の測定を「比不透明度」に変換し、この比不透
明度は実際上、坪量の変動に対して不透明度を修正する。不透明度パーセントを
比不透明度に変換する式は下記である:
比不透明度=(1-(不透明度/100)(1/坪量))×100
この場合、比不透明度単位はg/m2あたりのパーセントであり、不透明度はパ
ーセント単位、また坪量はg/m2単位である。
比不透明度は0.01%でなければならない。
G.ティシュ・ペーパ強さの測定 乾燥引張強さ
引張強さは1インチ(2.54cm)幅の標本ストリップについて、Thwing-Albert
Intelect II Standard Tensile Tester(Thwing-Albert Instrument Co.,10960
Dutton Rd.,Philadelphia,PA,19154)を使用して測定される。この方法は、
仕上がり紙製品、リール標本および未変換材料について使用される。標本調整および準備
引張テストの前に、テストされる紙標本をタッピ法 #T401OM−88に
よって調整しなければならない。テスト前にすべてののプラスチック板および板
紙を紙標本から慎重に除去しなければならない。紙標本は、相対湿度48乃至5
2%、22乃至24℃の温度範囲内で少なくとも2時間調整しなければならない
。標本の調整と引張テストのすべてのアスペクトは一定の温度/湿度室の閉じ込
め空間の中で実施しなければならない。
仕上り製品について、破損品を廃棄する。次に4使用可能単位(シートと呼ば
れる)の5ストリップを取り出し、相互に重ね合せて、シート間に一致穴を有す
る長い堆積を形成する。縦方向引張強さ測定用にシート1と3を識別し、横方向
引張強さ測定のためにシート2と4を識別する。次にペーパ・カッター(Thwing-
Albert Instrument Co.,10960 DuttonRd.,Philadelphia,PA,19154から市販
の安全シールド付きのJDC−1−10またはJDC−1−12)を使用して穿
孔ラインを通して切断し、4個の別々の紙料を形成する。なおも堆積1と3が縦
方向引張強さ用に識別され、堆積2と4が横方向引張強さ用に識別されるように
する。
2本の1”(2.54cm)幅のストリップを堆積1および3から縦方向に切断する
。2本の1”(2.54cm)幅のストリップを堆積2および4から横方向に切断する
。そこで縦方向引張強さテストのために4本の1”(2.54cm)幅のストリップが
準備され、また横方向引張強さテストのために4本の1”(2.54cm)幅のストリ
ップが準備される。これらの仕上がり製品標本に対して、全部で8本の1”(2.
54cm)幅のストリップが5使用可能単位(シートとも呼ばれる)厚さである。
未変換紙料および/またはリール標本については、8層厚さの15”(38.1cm
)×15”(38.1cm)標本を標本の当該区域から、ペーパ・カッター(Thwing-Al
bert Instrument Co.,10960 DuttonRd.,Philadelphia,PA,19154から市販の
安全シールド付きのJDC−1−10またはJDC−1−12)を使用して切り
出す。一方の15”(38.1cm)切断線が縦方向に対して平行に走り、他方の15
”(38.1cm)切断線が横方向に対して平行に走るようにする。標本は相対湿度4
8乃至52%、22乃至24℃の温度範囲内で少なくとも2時間調整しなければ
ならない。標本の調整と引張テストのすべてのアスペクトは一定の温度/湿度室
の閉じ込め空間の中で実施しなければならない。
予調整された8層厚さの15”(38.1cm)×15”(38.1cm)標本から、4ス
トリップ1”(2.54cm)×7”(17.78cm)を切り出し、その長さ7”(17.78cm)を
縦方向に対して平行に走るようにとる。これらの標本を縦方向リールまたは未変
換紙料標本として使用する。追加の4ストリップ1”(2.54cm)×7”(17.78cm
)を切り出し、その長さ7”(17.78cm)を縦方向に対して平行に走るようにとる。
これらの標本を横方向リールまたは未変換紙料として使用する。前記のすべての
切断はペーパ・カッター(Thwing-Albert Instrument Co.,10960 DuttonRd.,
Philadelphia,PA,19154から市販の安全シールド付きのJDC−1−10また
は
JDC−1−12)を使用して実施する。そこで全部で8標本が得られた。すな
わち、長さ7”(17.78cm)を縦方向に対して平行に走るようにとった8層厚さの
4ストリップ1”(2.54cm)×7”(17.78cm)と、長さ7”(17.78cm)を縦方向に
対して平行に走るようにとった8層厚さの4ストリップ1”(2.54cm)×7”(1
7.78cm)。引張テスターの操作
引張強さの実際測定のために、Thwing-Albert Intelect II Standard Tensile
Tester(Thwing-Albert Instrument Co.,10960 Dutton Rd.,Philadelphia,P
A,19154)を使用した。平坦面クランプを装置中に挿入し、Thwing-Albert Inte
lect IIの操作マニュアルの中に示された指示に従ってテスターを校正する。計
器のクロスヘッド速度を4.00インチ(2.54cm)/分に設定し、第1および第
2ゲージ長を2.00インチ(5.08cm)に設定する。破断感度を20.0グラム
に設定し、また標本幅は1.00”(2.54cm)、標本厚さは0.025”(0.0635cm)に設
定されなければならない。
ロードセルは、テストされる標本の予想引張結果が使用範囲の25%乃至75
%の範囲内となるように選択される。例えば、5000グラムのロードセルは、予想
引張範囲1250グラム(5000グラムの25%)乃至3750グラム(5000グラムの75
%)の範囲内にある標本について使用される。125グラム乃至375グラムの
予想引張力を有する標本がテストされるように引張テスターを5000グラムロード
セルの10%の範囲に設定することができる。
引張ストリップの1つを取り、その一端を引張テスターの一方のクランプの中
に配置する。前記紙ストリップの他端を他方のクランプの中に配置する。ストリ
ップの長いサイズが引張テスターの側面に対して平行となるようにする。またス
トリップが2つのクランプのいずれかの側面に張り出さないようにする。さらに
各クランプの圧力は紙標本と完全接触するようにしなければならない。
紙テストストリップを2つのクランプの中に挿入した後に、計器の張力をモニ
タする。張力が5グラムまたはこれ以上の値を示せば、この標本は緊張しすぎて
いる。逆にテスト開始後に、なんらかの値が記録される前に2−3秒の時間が経
過すれば、この引張ストリップは緩すぎる。
引張テスターを計器マニュアルに記載のように始動する。クロスヘッドが自動
的にその初位置に戻った後に、テストが終了する。計器のスケールまたはデジタ
ルパネルメータから最寄り単位までのグラム単位数で引張荷重を読取り記録する
。
計器によってリセット条件が遂行されなければ、計器クランプをその初出発位
置に設定するように必要な調整を実施する。次の紙ストリップを前述のように2
つのクランプの中に挿入し、グラム単位で引張読取値を得る。引張読取値をすべ
ての紙テストストリップから得る。テスト中にストリップがクランプの縁部の中
でまたは縁部において滑りまたは破断すれば、読取値を破棄しなければならない
ことを注意しよう。計算
:
1”(2.54cm)幅の4仕上がり製品ストリップのそれぞれの縦方向引張読取値
を記録し合計する。この合計をテストされたストリップ数によって割る。このス
トリップ数は原則的に4でなければならない。また記録された引張の合計を引張
ストリップあたりの使用可能単位数によって割る。単層製品と2層製品の両方に
ついて、この数は原則的に5である。
この計算を横方向仕上がり製品ストリップについて実施する。
未変換紙料標本またはリール標本を縦方向に切断し、それぞれ記録された4引
張読取値を合計する。この合計をテストされたストリップ数によって割る。この
ストリップ数は原則的に4でなければならない。また記録された引張の合計を引
張ストリップあたりの使用可能単位数によって割る。単層製品と2層製品の両方
について、この数は原則的に8である。
この計算を横方向未変換またはリール標本紙ストリップについて繰り返す。
すべての結果はグラム単位/インチ(2.54cm)である。
この明細書の目的から、引張強さは「比合計引張強さ」に変換される。この比
合計引張強さは縦方向および横方向に測定された引張強さの合計を坪量で割り、
単位数でメートル値に修正したものと定義される。
実施例
下記の実施例は本発明の実施例である。この実施例は本発明の説明のためのも
のであるが、本発明の主旨の範囲を限定するものではない。本発明は添付のクレ
ームのみによって限定される。参照プロセス
下記は本発明の特徴を含まない参照プロセスを示す。
まず通常のパルパーを使用して約3%濃度のノザン・ソフトウッド・クラフト
(NSK)の水性スラリを形成し、長網ワイヤのヘッドボックスに向かって紙料
パイプを通す。
仕上り製品に対して一時的な湿潤強さを与えるため、National starch Co.-BO
ND 1000(登録商標)を作成し、NSK繊維の乾燥重量あたり1%Co−BON
D 1000(登録商標)を与えるのに十分な割合でNSK紙料パイプに送る。
イ
ンライン・ミキサ中に処理されたスラリを送ることによって一時的湿潤強化樹脂
の吸収が増進される。
NSKスラリを白水によってファン・ポンプにおいて約0.2%濃度に希釈す
る。
通常のリパルパーを使用して約3重量%のユーカリ繊維水性スラリを製造する
。
ユーカリ繊維は紙料パイプを通して他のファン・ポンプに送られ、そこで白水
によって約0.2%の濃度まで希釈される。
NSKスラリとユーカリ・スラリは、スラリ流を走行長網ワイヤワイヤ上に排
出するまで別個の層に保持するための積層薄片を備えた多チャンネル・ヘッドボ
ックスの中に送られる。3チャンバ・ヘッドボックスが使用される。最終紙の乾
燥重量の80%を含むユーカリ・スラリは外側の2層に達するチャンバに送られ
、また最終紙の乾燥重量の20%を含むNSKスラリはユーカリの2層の中間の
層に達するチャンバに送られる。NSKスラリとユーカリ層はヘッドボックスの
排出口において複合スラリに結合される。
複合スラリは走行長網ワイヤの上に排出され、デフレクターと減圧ボックスと
によって支援されて脱水される。
湿潤エンブリオ・ウエブは長網ワイヤから、転送点において約15%の繊維濃
度でパタン成形ファブリック上に転送される。この成形ファブリックは、インチ
(2.54cm)あたりそれぞれ84縦方向モノフィラメントと76横方向モノフィラ
メントとを有し、また約36%のナックル区域を有する5シェッド、サテン織布
形状のファブリックである。
さらにウエブが約28%の繊維濃度を有するまで、減圧支援排水によって脱水
が実施される。
パタンウエブは、パタン形成ファブリックと接触したまま、約62重量%の繊
維濃度となるまで空気吹き通しによって予乾燥される。
次にこの半乾燥ウエブは、ポリビニルアルコールの0.125%水溶液を含むクレ
ーピング接着剤を噴霧することによってヤンキー・ドライヤの表面に対して接着
させられる。このクレーピング接着剤はウエブの乾燥重量あたり0.1%接着剤
固体の割合でヤンキー・ドライヤ表面に送られる。
ウエブがヤンキー・ドライヤからドクター・ブレードによって乾燥クレーピン
グされる前に、繊維濃度が約96%まで増大される。
ドクター・ブレードは約25°のベベル角度を有し、ヤンキー・ドライヤに対
して約81°の衝撃角度を与えるように配置される。
ヤンキー・ドライヤを約800fpm(フィート(30.48cm)/分)(約244
メートル/分)で作動し乾燥ウエブを656fpm(200メートル/分)の速
度で巻き付けることによって、クレーピング・パーセントは約18%に調整され
る。
ウエブは、3000ft2(3000×30.48cm2)あたり約181b(8.154kg)
の3層単プライのクレープパタン濃密化ティシュに変換される。本発明によるプロセス
この章は本発明の実施例による填料含有ティシュ・ペーパの製造例を示す。
約3重量%の水性ユーカリ繊維スラリを通常のリパルパーによって作成する。
次のこのスラリは紙料パイプを通して抄紙機に搬送される。
特定の填料は、ジョージア州、ドライ・ブランチのドライ・ブランチ・カオリ
ンによって製造されるグレードWW Fil SD(登録商標)のカオリン粘土
である。この填料はまず水と約1%固体まで混合することによって水性スラリに
成される。次に紙料パイプを通され、その中でアニオン凝縮剤、RETEN 2
35(登録商標)と混合され、この凝縮剤は水中0.1%分散系として供給され
る。この凝縮剤は、この凝縮剤の固体重量と得られたクレープ・ティシュ製品の
仕上り乾燥重量との合計に対して約0.05%に等しい割合で送られる。混合物
をインライン・ミキサを通して送ることによって凝縮剤の吸着が促進される。こ
れは填料粒子の調整スラリを成す。
填料粒子の凝縮スラリは生成ユーカリ繊維を搬送する紙料パイプの中に混入さ
れ、最終混合物がカチオンデンプンRediBOND 5320(登録商標)に
よって処理される。この凝縮剤は水中0.1%分散系として供給される。この凝
縮剤は、このデンプンの乾燥重量と得られたクレープ・ティシュ製品の仕上り乾
燥重量との合計に対して約0.5%に等しい割合で送られる。混合物をインライ
ン・ミキサを通して送ることによってカチオンデンプンの吸着が促進される。次
に得られたスラリを、ファン・ポンプ排出口において、白水で、固体填料粒子と
ユーカリ繊維の重量に対約0.2%の粘度まで希釈する。凝縮填料粒子とユーカ
リ繊維、Microform 2321との組合わせを搬送するファン・ポンプ
の後で、填料とユーカリ繊維との固体重量の0.05%に対応する割合で混合物
に対してカチオン凝縮剤が添加される。
通常のパルパーを使用して約3%濃度のNSKの水性スラリが形成され、これ
が紙料パイプを通して長網ワイヤのヘッドボックスにむかって転送される。
仕上がり製品に対して一時的湿潤強さを与えるため、National Starch Co-BON
D 1000(登録商標)の1%分散系を作成し、NSK紙料パイプに対して、1%Co
-BOND 1000(登録商標)を送るのに十分な割合で加える。処理されたスラリをイ
ンライン・ミキサを通して送ることにより一時的湿潤強化樹脂の吸着が増進され
る。
ファン・ポンプにおいてNSKスラリが白水によって約0.2%濃度まで希釈
される。ファン・ポンプ後に、Microform 2321、カチオン凝縮剤
がNSK繊維の乾燥重量に対して0.05%に対応する割合で添加される。
NSKスラリとユーカリ・スラリは、スラリ流を走行長網ワイヤ上に排出する
まで別個の層に保持するための積層薄片を備えた多チャンネル・ヘッドボックス
の中に送られる。3チャンバ・ヘッドボックスが使用される。最終紙の乾燥重量
の80%を含むユーカリ・スラリと特定填料との混合物は外側の2層に達するチ
ャンバに送られ、また最終紙の乾燥重量の20%を含むNSKスラリはユーカリ
の2層の中間の層に達するチャンバに送られる。NSKスラリとユーカリ層はヘ
ッドボックスの排出口において複合スラリ状に結合される。
複合スラリは走行長網ワイヤの上に排出され、デフレクターと減圧ボックスと
によって支援されて脱水される。
湿潤エンブリオ・ウエブは長網ワイヤから、転送点において約15%の繊維濃
度でパタン成形ファブリック上に転送される。この成形ファブリックは、インチ
(2.54cm)あたりそれぞれ84縦方向モノフィラメントと76横方向モノフィラ
メントとを有し、また約36%のナックル区域を有する5シェッド、サテン織布
形状のファブリックである。
さらにウエブが約28%の繊維濃度を有するまで、減圧支援排水によって脱水
が実施される。
パタン・ウエブは、パタン形成ファブリックと接触したまま、約62重量%の
繊維濃度となるまで空気吹き通しによって予乾燥される。
次にこの半乾燥ウエブは、ポリビニルアルコールの0.125%水溶液を含むクレ
ーピング接着剤を噴霧することによってヤンキー・ドライヤの表面に対して接着
させられる。このクレーピング接着剤はウエブの乾燥重量あたり0.1%接着剤
固体の割合でヤンキー・ドライヤ表面に送られる。
ウエブがヤンキー・ドライヤからドクター・ブレードによって乾燥クレーピン
グされる前に、繊維濃度が約96%まで増大される。
ドクター・ブレードは約20°のベベル角度を有し、ヤンキー・ドライヤに対
して約76°の衝撃角度を与えるように配置される。
ヤンキー・ドライヤを約800fpm(フィート(30.48cm)/分)(約244
メートル/分)で作動し乾燥ウエブを656fpm(200メートル/分)の速
度で巻き付けることによって、クレーピング・パーセントは約18%に調整され
る。
ウエブは、3000ft2(3000×30.48cm2)あたり約181b(8.154kg)
の3層単プライのクレープ・パタン濃密化ティシュに変換される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Using an anionic polyelectrolyte Method for incorporating fine particulate filler in tissue paper fiber Technical field
The present invention relates generally to crepe tissue paper products and methods for making the same.
You. More specifically, the present invention relates to a method for filling fine particles in a crepe tissue paper product.
It relates to the method of combining the materials.
Background of the Invention
Sanitary paper tissue is widely used. This type of product is a facial tissue
According to different applications, such as toilets, toilet tissue and absorbent towels
It is marketed according to the standard. The specifications for these products: basis weight, thickness, strength,
Sheet sizes and dispensing media vary widely, but these products are used for
They are linked by a common process used, the so-called crepe papermaking process.
Creping is a means of mechanically compressing material paper in the machine direction. As a result,
Volume (mass per unit area), especially when measured in the longitudinal direction.
This results in dramatic changes in physical properties. Creping is generally done with Yankee
The flexible blade, so-called doctor blade, is brought into contact with the ear by on-machine operation.
Implemented using blades.
Yankee dryers are large diameter, typically 8-20 foot (243.84 cm to 609.6 cm)
) Drum, pressurized with steam to complete drying of papermaking web at the end of papermaking process
Produces a hot surface that is acceptable. Paper and web are porous
Formed on a forming carrier. On this carrier the web disperses the fibrous slurry
The large amount of water needed to remove
Paper or fabric where the paper is mechanically compressed or hot air
Dehydration can be continued by other dehydration methods such as through drying, and finally yankee in a semi-dry state
-Transfer to the surface of the dryer to complete drying.
The various crepe tissue paper products are more generally incompatible with each other
They are interconnected by a common consumer demand for a combination of properties. You
That is, a pleasant tactile sensation, that is, softness and at the same time high strength and lint
And resistance to dust generation.
Softness allows consumers to hold a particular product and rub this product along the skin,
Or the tactile sensation felt when rolling in the hand. This tactile sense is a combination of several physical properties.
Given by One of the most important physical properties related to softness is generally
Considered by those skilled in the art to be the stiffness of the paper web from which this product is made
I have. Also, stiffness is usually considered to be directly dependent on the strength of the web.
Strength is such that the product and its constituent webs maintain physical integrity under the conditions of use.
Also the ability to resist tearing, bursting and cutting.
Lint and dust generation can occur during web operation or use.
A tendency to release loose or loosely bound fibers or particulate filler.
Crepe tissue paper generally consists of papermaking fibers. Wet enhancer or
Dry strengthening binder, retention aid, surfactant, sizing agent, chemical softener,
It often contains small amounts of chemical sensitizers such as creping facilitating compositions.
It is typically used in small quantities. Most frequently used in crepe tissue paper
The papermaking fibers are biochemical wood pulp.
As the world's supply of natural resources is increasingly being considered economically and environmentally,
Consumption of forest resources such as biochemical wood pulp for products such as sanitary tissues
The pressure to reduce is increasing. Do not waste the given supply of wood pulp.
I
One of the methods used in pulp is mechanical pulp or chemical pulp instead of biochemical pulp fiber.
To replace high-yield fibers such as mechanical-pulp or recycled fibers
There is to use. Unfortunately, such changes are usually relatively severe
Accompanied by lower. This type of fiber tends to have a high degree of roughness, which is
Results in the loss of velvet-like feel imparted by the raw pulp selected for the pulp.
For fibers that have been released mechanically or chemically-mechanically, their high roughness
Wood-based non-cells such as hemicellulose and components containing
This is due to the retention of the rose component. This can be done without increasing the length of each fiber.
Increase the weight of Recycled paper also tends to include high mechanical pulp content
There is a high degree of roughness, no matter how you sort to minimize waste paper grade
Often remain. Is this a source of many sources for the production of recycled pulp?
This is probably due to the fact that various forms of fibers are mixed in various ways when the paper is blended.
It is. For example, some waste papers are primarily North American hardwood
May be selected. However, also in this case, various Southern U.S.A. S. Pine
Extensive contamination by coarse coniferous fibers, including harmful varieties, is often seen. 1
U.S. Pat. No. 4,300,981 issued on Nov. 17, 987 to Kaston
Explains the tissue and surface qualities provided by Wei. This US patent
Reference is made. Binson's U.S. Pat. No. 5,228, issued Jul. 20, 1993
U.S. Pat. No. 5,954,954 and Binson issued Apr. 11, 1995.
Nos. 405 and 499, both of which are patented by these patents.
Disclosed is a method of upgrading to reduce the harmful effects.
And the supply of new fiber resources themselves is limited.
Its use is limited.
Applicants have found other ways to limit the use of wood pulp in sanitary tissue paper.
Is a low cost input such as kaolin clay or calcium carbonate
I found it easy to use fillers. This method is obvious to those skilled in the art.
It has been common in some parts of the paper industry for many years,
The use of this approach for sanitary tissue paper creates various difficulties.
And consequently these methods have not been used to date.
Filler yield during the papermaking process is a major constraint. Sanitary out of paper products
Tissue paper has an extremely low basis weight. Wound on reel from Yankee device
The basis weight of the wiped tissue web is about 15g / mTwoBut creping
-Paper machine performance due to the creping or shortening action introduced by the blade
The basis weight of the dried fiber in the shape part, press part and drying part is larger than the finished dry basis weight.
About 10% to about 20% lower. The question of filler yield caused by such low basis weight
To address the issue, the tissue web has an extremely low density and is wound on a reel.
The apparent density when squeezed is about 0.1 g / cmThreeOr less than this. This
It was acknowledged that some of the lofts such as were introduced into the creping blade
However, those skilled in the art will recognize that tissue webs are generally formed from relatively loose stock.
Admit that This is because the fibers involved are beaten by beating.
Means no. The tissue making machine needs to operate at very high speeds in practice.
And therefore free stock is needed to prevent excessive forming pressure and drying loads
. Relatively stiff fibers, including free stock, are converted to embryo web (em)
−bryonic web). As will be apparent to those skilled in the art,
Such a lightweight, low-density structure creates the possibility of filtering fine particles during web formation.
Absent. Filler particles that are not substantially affixed to the fiber surface can cause high-speed system torrents.
Thus, they are pulled apart, swallowed into the liquid phase and formed through the embryo web.
Sent into the water drained from Ebb. Anti-water used for web formation
Only when reused does the filler particle concentration reach such that the filler begins to be discharged with the paper
However, such solids concentrations in water streams are practically impossible.
The second major problem is that the fibers bond to each other as the formed web dries.
The tendency is that the particulate filler cannot spontaneously bond to the papermaking fiber. This
It reduces the strength of the product. Fillers cause a decrease in strength, which must be corrected
For example, limit the quality of products that are originally weak. Increase fiber beating or use chemical strengtheners
The strength recovery phase, such as for use, is often restricted.
The detrimental effect of the filler on the entire sheet is that the filler blocks the press felt.
Or the filler cannot be successfully transferred from the press department to the Yankee dryer
This is a hygiene problem.
Finally, tissue products containing fillers tend to lint or dust
. This is not only because the filler itself is not well captured inside the web, but also
The material has the above-mentioned bond-inhibiting effect, which partially weakens the fixation of the fibers in the tissue.
According to. This tendency is attributed to the excessive dust generated when handling tissue paper.
This creates operational difficulties during the crepe and subsequent conversion processes.
I will. Another problem is that sanitary tissue paper products consisting of tissue containing fillers
To require users to generate relatively little lint and dust
.
Therefore, using fillers in paper made on a Yankee dryer is
It was severely restricted. U.S. Patent issued to Teal on October 1, 1940
No. 2,216,143 describes filler restrictions on Yankee dryers,
Filler coalescing methods that overcome such limitations are described. Unfortunately this way
When the paper sheet comes into contact with the Yankee dryer,
Requires a complicated operation for coating the particle layer adhered to the substrate. Such operations
Is not suitable for modern high speed Yankee dryers, and those skilled in the art
Process produces filler-coated products rather than filled tissue-paper products
Admits. "Filled tissue paper" means "coated tissue paper."
From "Pa" in its manufacturing method. That is, "filled tee
"Shu" refers to the addition of particulate matter to fibers before assembling the fibers into a web.
In contrast, "coated tissue paper" is essentially a web
After the addition of particulate matter. As a result of such differences,
Tissue paper products are manufactured on a Yankee dryer and
The filler may be dispersed throughout the thickness of at least one layer of
Relatively lightweight, relatively low density clay with filler dispersed throughout the thickness of the paper
Can be defined as pu tissue paper. The term "distributed throughout"
That essentially all of the specific layer of the filled tissue product contains filler particles.
This means that such dispersion is not necessarily even throughout the layer.
Does not mean. Actually, the filler concentration differs in part of the thickness of the packed bed of tissue
By doing so, a few advantages can be obtained.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a filler to solve the above-mentioned problems of the prior art.
It is an object of the present invention to provide a method for incorporating particles into crepe tissue paper. Book
The method according to the invention provides for the crepe tissue paper at high retention levels of filler.
Enables production, the resulting tissue is soft, has a high tensile strength level,
It has low dust.
This and other objects are addressed by the present invention as described in the disclosure below.
Achieved using
Overview of the present invention
The present invention includes a non-cellulose particulate filler in crepe tissue paper.
There is a way to make it. The method includes the following steps.
a) An aqueous dispersion of a non-cellulose particulate filler is anionic polyelectrolyte polymer (
contacting with an aqueous dispersion of (anionic polyelectrolyte);
b) mixing the filler dispersion in contact with the polymer with the papermaking fibers and contacting the polymer
Forming an aqueous papermaking furnish comprising filled fillers and fibers;
c) contacting said aqueous paper furnish with a cationic retention aid;
d) Emblio paper web from the aqueous furnish on a porous papermaking tool
Forming a
e) dewatering from the Embryo web to form a semi-dried papermaking web;
,
f) The semi-dried papermaking web is glued to a Yankee dryer and the web is
Drying to a substantially dry state;
g) Substantially dry using a flexible creping blade from a Yankee dryer.
Crepe tissue paper by creping the dried web
Forming a.
In a preferred embodiment, the tissue of the present invention has less tissue weight.
About 1% to about 50%, more preferably about 8% to about 20% non-cellulose granules
Contains filler. The particulate filler of this content level is creped by the method of the present invention.
・ Softness, strength and dust release by filling into tissue paper
An unexpected combination of resistances was obtained.
In a preferred embodiment, the filled tissue paper according to the invention comprises about 10 g.
/ MTwoTo about 50 g / mTwo, More preferably about 10 g / mTwoTo about 30 g / mTwoof
It has a basis weight in the range. Further, the tissue paper according to the present invention is about 0.03 g / c.
mThreeTo about 0.6g / cmThree, More preferably about 0.05 g / cmThree~ 0.2g /
cmThreeHaving a density in the range of
A preferred embodiment of the present invention comprises both softwood and hardwood papermaking fibers.
, At least about 50% of the papermaking fibers are hardwood and at least about 10%
It is a conifer. Hardwood fiber and softwood fiber are classified into separate layers.
It is therefore most preferably separated, in which case the tissue is connected to the inner layer and at least one outer layer.
And a side layer.
The preferred crepe tissue papermaking process of the present invention uses a pattern densification method.
To use. In this case, the Embrio web is converted to a dry fabric with a support row.
Thus, dewatering and transfer to the Yankee dryer are performed while supported. So
As a result, crepe tissue paper products are separated into high bulk (bulk) fields.
It has a plurality of relatively dense areas interspersed. Such methods are relatively dense
The area is formed by a continuous pattern and the height field is formed by a discrete pattern
Including pattern densification. Most preferably, the tissue paper is air dried.
It is.
In a preferred embodiment, the method of the present invention comprises clay, calcium carbonate, titanium dioxide.
Tan, talc, aluminum silicate, calcium silicate, alumina trihydrate, active
Charcoal, pearl starch, calcium sulfate, glass microspheres, diatomaceous earth and mixtures thereof
A particulate filler selected from the material groove is used. Fill from the above groove
A few factors need to be evaluated when choosing a fee. These factors are
, Cost, availability, ease of holding in tissue paper, color, dispersion potency
And chemical compatibility with specific papermaking environments. Particularly suitable filler
Is kaolin clay. Most preferably, the so-called "hydrated silica of kaolin clay"
Aluminum "form, which is further treated by calcination
Better than
The form of kaolin is flat or block, but it is subject to mechanical peeling
Preferably, no clay is used. Such mechanical treatment reduces average particle size
It is because. It is common to refer to the average particle size as the equivalent spherical diameter. The present invention
In practice, about 0.2 microns or more, more preferably about 0.5 microns
The above average equivalent particle size is preferable. Most preferably, the flat surface is greater than about 1.0 micron.
Equivalent particle size is preferred.
The preferred anionic polyelectrolyte of the present invention is an anionic polyacrylamide
. All percentages, ratios and parts are by weight unless otherwise specified.
BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
FIG. 1 shows the steps of producing an aqueous paper furnish in the crepe papermaking process according to the present invention.
Schematic diagram,
FIG. 2 shows a strong, soft, low-lintoku containing papermaking fiber and particulate filler.
It is the schematic which shows the papermaking process which manufactures rape tissue paper.
Detailed description of the invention
This specification concludes with a claim pointing out and claiming the subject matter of the present invention, which is not claimed herein.
It will be further understood from the detailed description and examples that follow.
As used herein, the term "comprising" refers to various components, components, or components used in the practice of the present invention.
It means that the minutes or steps are used conjointly. Therefore, the term "contains"
Subsumes the terms "consisting essentially of" and "consisting of"
You.
As used herein, the term “water-soluble” refers to at least threefold in water at 25 ° C.
% Means a substance soluble in%.
In the present specification, the terms "tissue paper web, paper web, web
Paper, paper sheets and paper products "are all in the process of forming aqueous paper furnish
And placing the furnish on a porous surface, such as a fourdrinier wire.
With or without use, this furnish may be removed by gravity or vacuum assisted dewatering, etc.
Dewatering and evaporating, and as a final step, a semi-dry state
Glue the sheet to the surface of the Yankee dryer and steam to essentially dry
Complete dewatering by firing and providing a flexible creping blade.
Removing the web from the Yankee dryer using
Winding the paper sheet into a paper sheet.
I do.
As used herein, the term "filled tissue paper" refers to a Yankee
The entire thickness of at least one layer of the multi-layer tissue paper as described above on the ear
Or a relatively lightweight, containing filler dispersed throughout the thickness of the single-layer tissue paper,
Means paper products defined as low density crepe tissue paper. The term `` all
`` Dispersed in the body '' means that essentially all of the specific layer of the filled tissue product is filled
Particles, but this does not necessarily mean that such dispersion is
Does not mean equal. Actually a part of the thickness of the packed bed of tissue
A few advantages can be obtained by different filler concentrations.
The term "multi-layer tissue paper web, multi-layer paper web, multi-layer web, many
"Layered paper sheets and multilayer paper products" preferably consist of different fiber types,
These fibers are typically used with relatively long softwood fibers, such as those used in papermaking.
Refers to two or more layers of water-based paper furnish with relatively short hardwood fibers
Is used interchangeably. These layers are preferably one or more infinitely porous
Formed by spreading a separate diluent fiber slurry stream over a hydrophobic surface. Each
If these layers are initially formed on separate porous surfaces, these layers
While they are bonded to form a multi-layer tissue paper web.
As used herein, the term "single layer tissue product" refers to a single layer crepe
Means consisting of tissue. Layers should be substantially homogeneous or multilayer tissue
・ It can be a paper web. As used herein, the term "multi-layer tissue"
"Product" means that the product consists of multiple layers of crepe tissue. Many
The layers of the layered tissue paper can be of substantially uniform nature, or can be multilayered.
It can be a tissue paper web.
The present invention relates to a method for incorporating particulate filler in crepe tissue paper.
And
a) The aqueous dispersion of non-cellulose particulate filler is replaced with anionic polyelectrolyte polymer water
Contacting with an aqueous dispersion;
b) mixing the filler dispersion in contact with the polymer with the papermaking fibers and contacting the polymer
Forming an aqueous papermaking furnish comprising filled fillers and fibers;
c) contacting said aqueous paper furnish with a cationic retention aid;
d) Emblio paper web from the aqueous furnish on a porous papermaking tool
Forming a
e) dewatering from the Embryo web to form a semi-dried papermaking web;
,
f) The semi-dried papermaking web is glued to a Yankee dryer and the web is
Drying to a substantially dry state;
g) Substantially using a flexible creping blade from a Yankee dryer
Crepe tissue page by creping the dried web
Forming a pattern.
Alternatively, the invention incorporates a particulate filler in multilayer crepe tissue paper.
In the method of causing
a) The aqueous dispersion of non-cellulose particulate filler is replaced with anionic polyelectrolyte polymer water
Contacting with an aqueous dispersion;
b) mixing the filler dispersion in contact with the polymer with the papermaking fibers and contacting the polymer
Forming an aqueous papermaking furnish comprising filled fillers and fibers;
c) contacting said aqueous paper furnish with a cationic retention aid;
d) providing at least one additional papermaking furnish;
e) sending said furnish onto a porous papermaking tool to produce said filler-containing aqueous papermaking finished paper;
Forming a multi-layered embryo paper web from the stock and said additional papermaking furnish,
In this case at least one layer is formed from the filler-containing aqueous paper furnish and
At least one layer being formed from said additional papermaking furnish;
f) a step of forming a semi-dry multi-layer papermaking web by dewatering from said Embryo web
Floor and
g) Adhering the semi-dried multilayer papermaking web to a Yankee dryer,
Drying the tube to a substantially dry state;
h) substantially using a flexible creping blade from a Yankee dryer
Multi-layer crepe tissue by creping the dried multi-layer web
And forming the paper.
The following sections of this specification describe each of these steps of the method of the invention in detail.Contacting the particulate filler with an anionic polyelectrolyte Granular filler
In a preferred embodiment of the present invention, the non-cellulose granular filler is
At least about 1% to about 50%, more preferably 8% to 20%, by weight
I do. According to the method of the present invention, the particulate filler of these contents levels is
Softness, strength, and dusting by filling into the paper
An unexpected combination of resistances was obtained.
The present invention provides crepe tissue paper comprising papermaking fibers and particulate filler.
. In a preferred embodiment, the particulate filler is clay, calcium carbonate, titanium dioxide
, Talc, aluminum silicate, calcium silicate, alumina trihydrate, activated carbon,
Pearl starch, calcium sulfate, glass microspheres, diatomaceous earth and mixtures thereof
La
Selected from the group consisting of: When choosing a filler from the groove,
Factors need to be evaluated. These factors include cost, availability, and tees.
Ease of retention in paper, color, dispersion potential, refractive index and characteristics
Includes chemical compatibility with certain papermaking environments.
A particularly suitable particulate filler has been found to be kaolin clay. Kaolin clay
, A common name for naturally occurring inorganic aluminum silicate that is beneficiated as fine particles
is there.
In terms of industry and in the prior art patent literature, kaolin products
Or when referring to kaolin treatment, to refer to kaolin that has not been calcined
Note that it is common to use the term "hydrated" for Calcination on clay
A temperature above 450 ° C, which changes the basic crystal structure of kaolin
Help. So-called "hydrated" kaolin is produced from crude kaolin,
Undergoes beneficiation, e.g., whipping flotation, magnetic separation, mechanical stripping, polishing
However, the above heat treatment is not performed because the crystal structure is damaged.
To be precise, in the technical sense, it is inappropriate to call these substances "wet".
You. More specifically, there is no actual molecular water in the kaolinite structure. Obedience
The composition is often 2HTwoO ・ AlTwoOThree・ 2SiOTwoIs displayed in the form of
However, kaolinite has an approximate composition Al equal to the above equation.Two(OH)FourSiTwoOFiveSilicic acid
Aluminum hydride has long been known. If kaolin is calcined,
That is, when heat of 450 ° C. or more is added for a time sufficient to remove the hydroxyl group,
The original kaolinite crystal structure is destroyed. So technically,
The calcined clay is no longer "kaolin", but in the industry these
The calcined kaolin is called "calcined kaolin", and in this specification, calcined kaolin is also used.
Kaolin falls under the category of kaolin materials. Therefore, the term "hydrated silicate
Minium refers to natural kaolin that has not been calcined.
Hydrous aluminum silicate is the most preferred form of kaolin in the practice of this invention.
is there. Therefore, this kaolin form can be converted to water at temperatures above 450 ° C as described above.
It is characterized by a loss of about 13% by weight in the form of steam.
Kaolin is naturally a thin plastic that sticks together to form a “stack” or “book”.
Since kaolin is produced in the form of karate, kaolin is in the form of a plate or blu
Locked. Some of these deposits separate into separate plates during processing
However, it is preferable to use a clay that has not been subjected to excessive mechanical exfoliation. Excessive
The reason is that the peeling treatment tends to lower the average particle size. Average particle size equivalent spherical
Usually expressed as diameter. In the practice of the present invention, about 0.2μ or more,
More preferably, an equivalent spherical diameter of about 0.5μ or more is preferred. Most preferably
An equivalent spherical diameter of from about 1 μ to about 5 μ is preferred.
Most of the mined clay undergoes wet treatment. Aqueous suspension of coarse clay is centrifuged.
Separation can remove crude impurities and provide a chemical bleaching medium. If
In some cases, polyacrylate polymers or phosphates are added to such slurries.
Added to reduce its viscosity and slow the rate of sedimentation. The resulting clay is in principle
Ships in a 70% solid suspension without drying, or removes these clays
Can be spray dried.
Air flotation, whipping flotation, washing, bleaching, spray drying, slurry stabilizer and viscosity modification
Clay treatment, such as the addition of chemicals such as dispersants, is generally accepted,
Selected based on commercial considerations.
Each clay plate itself is a multilayer structure of polyaluminum silicate. Oxygen atom
Form one side of each base layer. The edges of the polysilicate sheet structure are
Linked by an atom. A continuous row of hydroxyl groups in the bonded octahedral alumina structure is 2
Another surface forming a three-dimensional polyaluminum oxide structure. Tetrahedral and octahedral structures
An oxygen atom having the formula: bonds an aluminum atom to a silicon atom.
Imperfections in this assembly indicate that the natural clay particles have an anionic charge in suspension.
It is the main cause of doing. This means that other divalent, trivalent and tetravalent cations
It occurs because it replaces minium. As a result, some of the oxygen atoms on the surface become anions
And a weakly dissociable hydroxyl group.
Natural clay also has cationic properties, and its anions are combined with other preferred anions.
Can be converted. This is with some probability along the clay plate and edges
Because some atoms lack complete binding complement. These aluminum atoms
Its residual atoms by attracting anions from its occupied aqueous suspension
Value must be satisfied. If these cation sites are anionic from solution
If not filled, the clay will face its own edges to create a dense dispersion
Satisfies its own charge balance by assembling the "card house" structure
There must be. The ion exchange with the cation site of the polyacrylate dispersion
Repelling forces on the soil prevent such an assembly and prevent the production, shipping and production of clay.
And simplify usage.
Kaolin Grade WW Fil® is available from Dry Blanc, Georgia.
Marketed by Dry Branch Kaolin Co., Ltd.
It is suitable for producing new paper webs. This kaolin is in spray-dried form
Is available in slurry (70%) solid form.
Anionic polymer electrolyte
As used herein, the term “anionic polyelectrolyte-
lyte) "refers to a polymer with pendant anionic groups
Refers to the polymer of the molecular weight.
Anionic polymers often have a carboxylic acid (-COOH) moiety
.
These moieties are directly dependent on the polymer backbone or are typically
It is subordinated through a rucalene group, especially an alkalen group of several carbon atoms. Low pH
Except in an aqueous medium, such carboxylic acid groups are ionized to form a polymer.
To give a negative charge.
Suitable anionic polymers for anionic flocculants are wholly or essentially
Rather than consist of monomer units that tend to generate carboxylic acid groups
These polymers are a set of monomers that produce both nonionic and anionic functionality.
Consists of a solid. Monomers that produce nonionic functionality, especially when polar
Often it shows the same aggregation tendency as the ionic functional groups. For that reason such monomers
Are often implemented. Frequently used nonionic units are (meth) a
It is acrylamide.
Anionic polyacrylamide with relatively high molecular weight is a satisfactory flocculant
. Such anionic polyacrylamide is composed of (meth) acrylamide and (meth) acrylamide.
Including the combination with acrylic acid, the latter in the polymerization step (meth) acrylic acid mono-
Of some (meth) acrylamide units derived from the coalescence of
Or by a combination of both methods.
It is.
The polymer is substantially linear with respect to the spherical structure of the anionic starch.
Although a wide range of charge densities are used in the present invention, moderate charge densities are preferred.
No. The polymers used to make the products of the present invention are polymer grams
About 0.2 to about 7 or more, more preferably about 2 to about 4 milliequivalents.
It contains cationic functional groups at a frequency within the range.
The polymer used in the method according to the invention is at least about 500,000, preferably
Must have a molecular weight of at least about 1,000,000,
Has a molecular weight of about 5,000,000 or more.
One example of acceptable materials is Hercules, Wilmington, Delaware,
RETEN 235 (registered trademark) commercially available as solid granules from Incorporated
). Other acceptable anionic polyelectrolytes are Accurac 62 (registered
Trademark) and Accurac 171RS®, these products
Is a product of SciTech, Inc., Stanford, Connecticut
It is. All these products are polyacrylamide, especially acrylamide and aluminum.
It is a copolymer of crylic acid.
The desired utilization of these polymers varies widely. Based on the dry weight of the particulate filler
Although low doses of about 0.05% produce effective results, optimal use rates are generally
It seems to be higher. Amount of about 2% polymer based on the dry weight of the particulate filler
Can be used, but generally amounts of about 0.2% to about 1% are optimal.Mixing anionic polyelectrolytes and fillers with papermaking fibers. Papermaking fiber
All types of wood pulp are in principle made from the papermaking fibers used in the present invention.
It is considered to include. But other types such as cotton linter, bagasse, rayon
Cellulose fibers can also be used, none of which are rejected. In the present invention
Wood pulp used is sulfite pulp, sulfate pulp (often kraft pulp)
Pulp), as well as mechanical pulp, including, for example, groundwood
. Pulp derived from both deciduous and coniferous trees can be used.
The hardwood pulp and the softwood pulp and the combination thereof are treated with the tissue pea of the present invention.
It can be used as papermaking fiber for paper. The term "hardwood pulp"
The term "conifer" refers to fiber pulp derived from the wood of deciduous trees (angiosperms).
"Pulp" is a fiber pulp derived from the wood of coniferous (plant gymnosperm). The present invention
Hardwood kraft pulp, especially eucalyptus pulp,
Particularly suitable are compounds with Northern softwood kraft pulp (NSK). The present invention
Most preferably, hardwood pulp such as eucalyptus trees is used in the outer layer.
Used, whereas Northern softwood kraft pulp was used as the inner layer
Forming a laminated fiber web. In the present invention, all of the above species
Derive fibers derived from recycled paper that may contain
Can be.
The papermaking fibers of the present invention may first be prepared by any of the usual pulping methods described in the prior art.
Is formed by a first step in which the individual fibers are liberated into an aqueous slurry.
Next, if necessary, refining selected parts of papermaking furnish
I do. The aqueous fiber of the papermaking fibers used to absorb the particulate filler at a later stage.
Lari to at least an equivalent of about 600 ml of Canadian standard freeness, more preferably
Purification to about 550ml or less is equivalent to yield advantage and lint
It has been found that there is an advantage in reducing.
In a preferred embodiment of the present invention which uses a plurality of papermaking furnishes of the present invention,
The furnish containing papermaking fibers that is brought into contact with the filler is mainly of hardwood type.
And preferably contains at least about 80% hardwood.
Generally, dilution promotes the absorption of the polymer and the retention aid. Therefore this manufacturing stage
Wherein the slurry or slurries of papermaking fibers are preferably less than about 3-5% by weight.
Contains solids.Mixing filler and papermaking fibers in contact with anionic polyelectrolytes
In the production method of the present invention, the aqueous slurry containing the papermaking fiber is mixed with a normal repulpper.
A papermaking fiber may be prepared by forming the above. In this form, the fibers
To about 15% or less, more preferably about 3 to about 5% or less in water.
Is preferred.
After formation of the aqueous slurry of papermaking fibers, these papermaking fibers can be processed in a conventional batch mode or
Is a continuous process, with the particulate filler contacted with the anion polyelectrolyte formed earlier
Mixed.
The aqueous paper furnish thus obtained is contacted with a cationic retention aid.
LetContacting aqueous paper furnish with cationic retention aids. Cation retention improver
The term "cationic retention aid" is used in the present invention.
A complex that can form an ion pair with an on-polyelectrolyte and reduce its water solubility
An optional additive having a number of cationic charges.
There are many examples of suitable materials.
Certain polymeric cations, such as aluminum obtained from alumite, are also suitable.
However, a polymer having a large number of charges along the polymer molecular chain is preferred. Appropriate
One class of synthetic polymers consists of cationic monomers or cationic monomers.
One or more ethylenically unsaturated monomers, including
Obtained from the copolymerization of
Suitable cationic monomers are as acid salts or as quaternary ammonium salts
Dialkylaminoalkyl- (meth) acrylate or (meth) acrylic
Mid. Suitable alkyl groups are dialkylaminoethyl (meth) acrylic
Dialkylaminoethyl (meth) acrylamide and dialkylaminomethyl
Tyl (meth) acrylamide and dialkylamino-1,3-propyl (meth
) Including acrylamide. These cationic monomers are preferably nonionic
, Preferably acrylamide. Other suitable polymers are polyethers.
Tyleneimine, polyamide epichlorohydrin polymer, and dialkyl
A homopoly of a monomer such as dimethylammonium chloride and generally acrylamide
Or copolymers.
These are preferably less than about 500,000, more preferably about 200,00
Relatively low molecular weight cation synthesis having a molecular weight of less than 0, especially about 100,000
It is a polymer. The charge density of such low molecular weight cationic synthetic polymers is relatively
high. Such charge densities are about 4 to 8 cationic nitrogen per kilogram of polymer.
Within the range of equivalents. Suitable materials are available from Sciteford, Connecticut.
, A product of Incorporated, Cypro 514®.
The most preferred cationic retention aid for use in the present invention is cationic
It is starch. The present invention is preferably based on crepe tissue paper weight.
Cation in an amount of about 0.05% to about 2%, most preferably about 0.2% to about 1%
Use starch.
As used herein, the term “cationic starch” refers to
Defined as naturally derived starch chemically modified to add ingredient moieties
It is. Preferred starches are derived from corn or potato,
It can be derived from other resources such as rice, wheat or tapioca. Industry
Starch derived from waxy maize, also known as
New Amioca starch is a common dent in that it is completely amylopectin
-Unlike corn starch, normal corn starch is amylopectin and amylose
And ze. The various unique properties of Amioca starch are further described in "Amioca-T
he Starch from Waxy Corn ″, H.H.Shopmeyer, Food Industries, December 194
5, pp. 106-108.
Cationic starch is categorized into the following general categories: (1) Tertiary aminoalkyl
(2) containing quaternary amine, phosphonium and sulfonium derivatives
Onion starch ethers, (3) primary and secondary aminoalkyl starch
And (4) Others (eg, imino starch). New cationic products developed
Tertiary aminoalkyl ethers and quaternary ammonium alkyl ethers
Tell is the main commercial type. Preferably the cationic starch is starch starch
It has a substitution degree of about 0.01 to about 0.1 cation substitution per dollar glucose unit.
I do. These substitutions are preferably selected from the types described above. Suitable starch is na
Shonal Starch and Chemical Company (Bridgewater, New York)
Jersey) under the registered trademark RediBOND. RediBOND
5320 (registered trademark) and RediBOND 5327 (registered trademark)
Only the grade of Zion Moiety is suitable, and RediBOND 2005 (
Grades having additional anionic functional groups, such as ®, are also suitable.Contact between aqueous furnish and cationic retention aid
A cationic retention aid is added to the aqueous paper furnish. This furnish is papermaking
From a mixture of fibers and a particulate filler composition contacted with an anionic polyelectrolyte
Become. The cationic retention aid, preferably cationic starch, is used in the papermaking process.
Can be added at any suitable point in the flow of the feed production system. Return from manufacturing process
Just before the fan pump where the final dilution with the recycled water
Preferably, a cation retention improver is added. By dilution with circulating water
This circulating water contains a large amount of substances, and these substances
Aspirates retention aids and reduces their effectiveness. Of cation retention improver
The concentration of the aqueous paper furnish at the point of addition is preferably about 1% or more, most preferably
Is about 3% or more.
The cationic retention aid is added as an aqueous dispersion. Preferably cation
The solids content of the aqueous dispersion of the retention aid is less than about 10%. Even more preferred
Or between about 0.1% and about 2%.Additional furnish
In one aspect of the invention, a plurality of papermaking furnishes are provided. This place
The papermaking fibers used to contact the particulate filler are preferably of hardwood type,
Preferably at least about 80% hardwood. In this case, it is mainly long rigid
Preferably supply at least one additional furnish of at least 80% fibrous softwood type
Could be. The furnish is preferably of a softwood type, and is preferably fine.
It is kept relatively free of particulate filler.
In a most preferred aspect of the invention, these furnishes are used for porous papermaking.
It is discharged onto the ware so that it is retained as a separate layer during the papermaking process. Especially desirable
A preferred embodiment is to reduce the papermaking fibers contacted with the particulate filler to a multi-layer tissue paper
Classify as Eb. In this case, three layers are provided. These three layers compare the particulate filler
Contacted with a particulate filler sandwiching a central layer formed from relatively free furnish
Includes two outer layers of papermaking fibers.Formation of Embryo Paper Web
The present invention, in its simplest form, removes the diluting slurry from a fan pump to the industry.
By discharging to the surface of a fourdrinier wire such as a known papermaking wire,
A method for forming a paper web is described. This device and its implementation
It is well known in the art. In a typical process, low-concentration furnish is placed in the reduction headbox.
Supplied. This headbox is pulp-finished to form the embryo web.
It has an opening for feeding the stock to be deposited thinly on the fourdrinier wire.
To support this process, maintain a uniform flow of dilution slurry on the papermaking surface.
Use a designed headbox. For example, to form a laminated paper web
When multiple paper slurries are used for
used. In such cases, the headbox separates as many slurries as possible
Preferably, a plurality of chambers are provided for holding. This allows for maximum
Layer purity is obtained.
In a preferred embodiment, a slurry of relatively short papermaking fibers comprising hardwood pulp.
Used to adsorb fine fiber while containing softwood pulp.
A slurry of relatively long papermaking fibers and release it essentially free of particulates.
Place. The short fiber slurry obtained in this manner is a head bobbin having three chambers.
Into the outer chamber of the box to form the outer layer of the three-layer tissue
Inner layer of relatively long fibers from the inner chamber of the headbox supplied with papermaking fibers
Is formed. The resulting three-layer web contains mainly short hardwood pallets in its outer layer.
Mainly softwood pallets containing relatively long fibers in the inner layer containing
This three-layer web contains filler fibers suitable for converting into the form of a single-layer tissue product.
This produces a contained tissue.
In another preferred embodiment, a relatively short papermaking fiber comprising hardwood pulp is used.
Lari is produced and used to adsorb particulate fibers, while needles
Produces a slurry of relatively long papermaking fibers, including wood pulp, containing essentially fines
Leave unattended. The short fiber slurry obtained in this way is composed of two chambers.
To one chamber of the headbox to form one layer of a two-layer tissue
From the second chamber of the headbox to which a relatively long paper fiber slurry is fed.
The other long fiber layer of the two-layer tissue is formed. Filler obtained in this way
The filled tissue web is converted into a multi-layered tissue product, especially consisting of two layers.
In this two-layer web, a layer of relatively short papermaking fibers is used.
Each layer is oriented so as to be located on the surface of the article.
As will be apparent to those skilled in the art, the same type of aqueous paper furnish may be provided in an adjacent chamber.
Supply can reduce the apparent number of chambers in the headbox.
Wear. For example, the three-chamber headbox described above has essentially the same aqueous papermaking
Just supply the stock to both adjacent chambers and a two-chamber headbox
Could be used.Dewatering to form a semi-dry web
When depositing a diluted fiber slurry on a porous surface, this slurry may be used by industry officials if necessary.
Dehydrated by gravity, assisted by the depressurizing action of intellectual mechanical means,
Content to about 7.25%, thus allowing slurry to wet paper web
Complete the conversion.
Also, the present invention provides a multi-channel headbox within the scope of the gist.
Two or more layers by depositing a plurality of separate dilute fiber slurry streams in
The method includes forming the above furnish into a multilayer paper layer. These layers are preferably different
These fiber types are typically used in the production of multilayer tissue paper.
Longer softwood pulp fiber and shorter hardwood pulp as used in
Lup fiber. First each layer is formed on a separate wire and these layers are wet
When they are joined to form a multi-layer tissue paper web. Papermaking fibers preferred
Or different fiber types, these fibers being relatively long softwood pulp fibers and
And relatively short hardwood pulp fibers. More preferably, hardwood pulp fiber
Contains at least about 50% of the papermaking fibers and has less softwood pulp fibers.
About 10%.
In the papermaking process of the present invention, the dewatering step is preferably made of felt or fabric.
Includes transfer of web to client. For example, the felt pressure of tissue paper known in the art.
Contractions are clearly included within the spirit of the invention. At this stage, the web
Is transferred to a dewatering felt, the web is compressed by a compression action and dewatered from the web
In this case, the web is subjected to the pressure of an opposing mechanical member, for example a cylindrical roll.
You. Due to the substantial pressure required for such web dewatering operations, conventional felt press
The web obtained by the web method is relatively dense and has a uniform
It is characterized by having a density.
Further preferred embodiments of the papermaking method of the present invention include a so-called pattern densification method.
In this case, the Embryo web is dried by a dry fabric having a support row.
While supported, dewatering operations and transfer to Yankee dryers are performed. That
As a result, a crane having a plurality of relatively dense areas distributed in a height field.
The product is a tissue tissue paper. Hight bulk field
field) is, in other words, a cushion area field. Is the dense area high
Separately in the height field or complete in the height field.
It can be fully or partially interconnected. Preferably relatively dense areas
Are continuous and the height fields are separate. Tissue corrugated pattern
A preferred method of making eb is described on January 31, 1967 by Sanford and
U.S. Pat. No. 3,301,746, issued Aug. 10, 1976
US Patent No. 3,974,025 issued to Peter G. Ayer and 1
U.S. Pat. No. 4,191, issued Mar. 4, 980 to Paul D. Tracan
No. 609 and rice issued to Paul D. Tracan on January 20, 1987
National Patent No. 4,637,859 issued to Went et al. On July 17, 1990.
U.S. Pat. No. 4,042,077, issued Sep. 28, 1994 to Highland et al.
Published European Patent Application No. 0,617,164, issued on September 21, 194
Disclosed in European Patent Publication No. 0,616,074 issued to Mann et al.
All patents are referenced herein.
In order to form a pattern-densified web, the web transfer step immediately after web formation is as follows:
Performed on formed fabric rather than felt. Forming the forming fabric
The web is juxtaposed to the row of supports. Compressing the web against a row of supports
From the web at the point corresponding to the point of contact between the row of supports and the wet web.
A densified area is formed in the area. The remainder of the web that was not compressed during this operation
Called the height field. In addition, this height field can be
Densification is performed by applying fluid pressure with a through dryer or the like. High
Dewater the web to substantially avoid compression of the field and optionally
Pre-dry. This is especially the case when the fluid pressure is reduced by a decompression device or a blow dryer.
By adding or mechanically compressing the web against a row of
This is done by not compressing the field. Dewatering operation in dense area
Operation, optional pre-drying and forming operations reduce the total number of processing steps
Can be integrated or partially integrated. Yankee Dry
The moisture content of the semi-dried web at the transfer point to the surface of the
Hot air is sent through this web while the dry web is on the forming fabric.
To form a low density structure.
The carrier row is preferably a printed carrier fabric having a knuckle transfer pattern
So that these knuckles facilitate the formation of a densified area when pressure is applied
Act as a support row. This knuckle pattern forms the above-mentioned support row. Printing key
Carrier Fabrics departs Sanford and Sisson on January 31, 1967
Issued U.S. Pat. No. 3,301,746, Salvadt on May 21, 1974
Jr. U.S. Pat. No. 3,821,068 issued elsewhere, Aug. 10, 1976
U.S. Pat. No. 3,974,025 issued to Ayer, Mar. 3, 1971
U.S. Patent No. 3,573,164 issued to Friedberg et al.
US Patent No. 3,473,576 issued to Amnews on October 21, 691
No. 4,239,0 issued to Trokan on December 16, 1980.
No. 65, and U.S. Pat. No. 4,52, issued Jul. 9, 1985 to Trokan.
No. 8,239. All of these patents are incorporated herein by reference.
Most preferably, the embryo web is provided as part of a low density papermaking process.
Open by applying fluid pressure to the fabric and then pre-drying it on the fabric
Shaped to the surface of the mesh drying / printing fabric.
Another variant of the processing steps included in the present invention is Joseph L. on May 21, 1974.
. Monkey Batch and Peter US Patent No. 3,812, issued to Ianos
No. 000 and June 17, 1980, Henry E. Becker, Albert L
. U.S. Patent No. 4,208, issued to McConnell and Richard Shut
No. 459, so-called uncompressed, non-pattern densified multilayer tissue paper
Including forming the structure. Both of these patents are cited. Generally uncompressed, uncompressed
As described above, the tongue-densified multilayer tissue-paper structure is
Manufactured by depositing paper furnish on forming wire to form wet web
Is done. However, this process requires that the web be dewatered and additional water removed without mechanical compression.
It differs from the felt compression / pattern densification step in that it is implemented. Ue
The dehydration from the tube is performed by vacuum dehydration and heat drying. The web is web
Having a fiber concentration of at least 80% prior to the creping process,
Dryer and creping steps are the same as for the normal felt compression / pattern densification process
Is performed as described above. The relatively uncompressed high obtained in this way
The bulk sheet is soft but weak. Therefore, a part of the web before creping
On the other hand, it is desirable to add a bonding material.Yankee dryer drying
Whatever the method of performing the dewatering of the wet paper web, the method according to the invention
The wrapping papermaking process is the industry's first to complete web drying
A cylindrical steam drum device, known as a steam drum, is used. This stage is semi-dry
The dried papermaking web is pressed onto a Yankee dryer to fix it,
It is carried out by drying to a dry state. Transfer is to press the web
This is performed by mechanical means such as a cylindrical drum. Web is Yankee Dora
Reduced pressure can also be applied to the web while it is resting on the surface of the ear. Book
Multiple Yankee dryer drums can be used in the process of the invention.
Wear.
The density of this web fluctuates significantly when it is transferred to a Yankee dryer
can do. In general, felt-compressed paper structure is
Uniform contact with ear surface for relatively high water content for Yankee dryer
Can be transferred. The web density during such transfer is typically about
It is in the range of 20% to 40%.
When drying a pattern-densified web with a Yankee dryer,
Concentration of at least about 40%, typically from about 50% to about 80%.
Transferred to a Yankee dryer, preferably completely dry while avoiding mechanical compression
It is. In the present invention, from about 8% to about 55% of the crepe tissue paper surface.
% Contains densified knuckles, and these knuckles are less dense in the height field.
It has a relative density of at least 125%.Creping
In the final step of the present invention, the substantially dried web is placed on a Yankee dryer table.
Creped by a flexible creping blade
Form the tissue paper. Such means are well known in the art.
Any number of adhesive layers and layers to assist in bonding the web to the Yankee dryer
And coatings are sprayed on the surface of the web or on the surface of the Yankee dryer
Can be used by doing. Adhesion to Yankee dryer
Such products designed to control are well known in the art. For example, bates rice
U.S. Pat. No. 3,926,716 discloses a paper web for Yankee dryer.
Polyvinyl alcohol showing some hydrolysis and viscosity to improve adhesion
A method using an aqueous dispersion is disclosed. Such a pencil in connection with the present invention
Incorporated Air Products and Chemicals, Allentown, Vania
Polyvinyl alcohol marketed under the Airvol® by Rated
Calls can be used. Yankee dryer or directly on sheet surface
The recommended coating to use is Hugh, Valley Forge, PA.
Rezosol® and Unis by Ton International
Soft.TM. and Hercules of Wilmington, Del.
Such as those manufactured by Crepetrol®
Amide or polyamine resin. These can be used for the present invention.
Wear. Preferably the web is partially hydrolyzed to the Yankee dryer
Polyvinyl alcohol resin, polyamide resin, polyamine resin, mineral oil and
Are bonded by an adhesive selected from a groove consisting of a mixture ofOptional chemical additives
Selected granules to give other properties to the product or to improve the papermaking process
The softness, strength, or low dust of the web of the present invention is compatible with the chemistry of the filler.
Water-based extraction of other materials should not significantly or adversely affect the printing characteristics.
It can be added to paper furnish or embryo web. The following materials
Fees are explicitly included, but they are not recommended as comprehensive materials. Advantages of the present invention
Other materials can be included as long as they do not interfere with or react to the point.Charge bias species
In the present invention, a polymer electrolyte is added to the granular filler, and then the polymer electrolyte is added.
Cation retention improver is added after mixing the filler treated in the above with papermaking furnish
I do. Within the scope of the present invention, this method is used to change the overall charge to zeta potential.
At another stage of the invention, a cationic retention aid can be added. this
In some cases, the cation retention improver is a cationic charge bias species (cation-
ic charge biasing species). Cellulose fiber and particulate
Many solids, including surface and most inorganic fillers, inherently have a negative surface charge,
Therefore, these materials are used. Many skilled in the art are aware of cationic charge bias speeds.
Partially neutralize these solids, resulting in the anionic polyelectrolyte contact of the previous stage.
The reaction between the filler and the cationic retention aid tends to agglomerate these solids.
I think it is preferable because Traditionally used cationic charge bias
One example of the species is alum stone. In more recent industries,
Or less than 500,000, more preferably less than about 200,000, generally about 1
Use a relatively low molecular weight cationic synthetic polymer having a molecular weight of 00000
This implements a charge bias. Such low molecular weight cations
The charge density of the formed polymer is relatively high. These charge densities are in kilograms of polymer
The range is from about 4 to about 8 equivalents of cationic nitrogen. One example of a suitable material is connectica
Cypro 51, a product of SciTech, Inc. of Stanford, Canada
4 (registered trademark). A particularly preferred use is to convert papermaking fibers into anionic polymer electrolytes.
Charged paper pieces are added to the papermaking fibers before mixing with the
To add.Flocculant added after fan pump
Contact with anionic polyelectrolyte and polyelectrolyte contacted with particulate filler
In addition to the cation retention enhancer added to the filled filler and papermaking fiber,
It is desirable to add a certain amount of flocculant to the paper furnish. In this case, the term "
"Aggregating agent" means a polyelectrolyte. In this regard, it can be directly applied to particulate fillers.
The flocculant added to the interface must be an anionic polyelectrolyte polymer,
The additional flocculant is preferably added prior to web formation in a so-called fan pump.
After the final dilution with mechanical water has been carried out, in which case the flocculant is
It can be either of a cationic type or a cationic type. Shear stage in the paper industry
It is known that the floor breaks the flocs formed by the flocculant,
Adding a flocculant after applying as many shear stages as possible to the papermaking slurry
Is preferred.
Preferred "anionic flocculants" added as described above are described earlier in this specification.
It has the same chemical properties as the anionic polyelectrolyte described. Next, "Cation coagulation
Preferred forms of the "collector" will be described.
As used herein, the term "cationic flocculant" refers to a cationic monomer.
One or more ethylenically unsaturated monomers comprising or comprising a cationic monomer
, A class of polymer electrolytes generally formed by copolymerization of acrylic monomers
Word
U.
Suitable cationic monomers include dialkyl as an acid salt or quaternary ammonium salt.
Aminoalkyl- (meth) acrylate or-(meth) acrylamide
is there. Suitable alkyl groups are dialkylamino (meth) acrylates, dialkyi
L-aminoethyl (meth) acrylamide and dialkylaminomethyl (meth)
Acrylamide and alkylamino-1,3-propyl (meth) acrylamido
Is. These cationic monomers are preferably non-ionic monomers, preferably
Or copolymerized with acrylamide. Another suitable polymer is polymethylene imi
, Polyamide epichlorohydrin polymer, and diallyldimethylamine
Homopolymers of monomers such as ammonium chloride, generally with acrylamide
Or a copolymer.
The flocculant may be a substantially linear poly, for example, as compared to the spherical structure of cationic starch.
Is a ma.
Medium densities are preferred, but a wide range of charge densities is used. Product of the invention
The polymer to produce is from about 0.2 to 2.5, or more per gram of polymer.
And more preferably at a frequency within the range of about 1 to 1.5 meq.
Contains.
The polymer used to make the tissue product according to the present invention has at least about 50
A molecular weight of 0,000, preferably a molecular weight of about 1,000,000 or more, desirably
Must have a molecular weight of at least about 5,000,000.
Examples of materials that can be used are RETEN 1232® and Microf
orm 2321 (registered trademark) (both are cationically polymerized by emulsion polymerization).
RETEN 157 (registered trademark), which is commercially available in the form of solid particles and acrylamide).
). All of these materials are from Hercully, Wilmington, Delaware.
And Incorporated products. Other available cationic condensing agents
Is a product of SciTech, Inc., Stanford, Connecticut
, Accurac 91.
The polymer used in the present invention may be anionic or cationic.
It is supplied as an aqueous solution of moderate concentration and overall utilization. The concentration of these polymers is
Before contacting the aqueous paper furnish with less than about 0.3% solids, more preferably
Or less than about 0.1% solids. As is apparent to those skilled in the art,
The usage of these polymers varies widely. Dry polymer weight and tissue paper
Results in a low polymer amount of about 0.005% by weight based on the dry finished weight of
However, in general, the usage rate in the present invention is higher than the general usage rate of these materials.
Is expected to be high. As much as about 0.5% content can be used,
Generally, about 0.1% is optimal.Micro particles
The industry is also seeking to improve web formation, dewatering, strength and yield.
The use of microparticles with high surface area and high anionic charge is recommended for
You. For example, U.S. Pat. No. 5,2, issued to Smith on June 22, 1993.
See 21,435. This patent is cited as a reference. Materials commonly used for this purpose
Is a silica colloid or bentonite clay. The inclusion of these substances is clearly
Included within the spirit of the invention.Wet strong resin
If permanent wet strength is desired, polyamide-epichlorohydrin, polya
Kurylamide, styrene-butadiene latex; insolubilized polyvinyl
Alcohol; urea-formaldehyde; polyethyleneimine; chitosan polymer
Or a mixture of chemical agents containing these mixtures to or from paper furnish
Can be added to Brio Web. Polyamide-epichlorohydrin
The resin is a cationic wet strength resin that has been found to be particularly effective. This kind of
A suitable type of resin is U.S. Pat. No. 3,700, issued Oct. 24, 1972.
No. 623 and No. 3,772,076 issued on Nov. 13, 1973
And both of these patents are issued to Kame, both of which are cited.
. Examples of useful polyamide-epichlorohydrin resin products are Delaware, WI
Kymene by Lumington, Hercules, Inc.
A resin commercially available under the trademark 557H (registered trademark).
Many crepe paper products use a septic system or sewage system through the toilet.
Limited strength when wet because it must be disposed of in the stem
Absent. Even if wet strength is given to these products, this is due to the presence of water.
Temporary wet strength that loses all or part of the strength
New If temporary wet strength is desired, the binder may be dialdehyde starch or
Is a Co provided by the National Starch and Chemical Company
-Bond 1000 (R), Scitte, Stamford, CT.
Parez 750® marketed by Incorporated
And U.S. Pat. No. 4,981,5 issued to Bjorkquist on Jan. 1, 1991.
No. 57 (referenced to this patent), such as a resin having an aldehyde functional group
It can be selected from the group consisting of other resins.Absorption aid
If the absorbency (degree) needs to be increased, the crepe tissue
Surfactants can be used to treat the paper web. If use
If applicable, the level of this surfactant will be relative to the dry fiber weight of tissue paper.
Preferably, it is in the range of about 0.01% to about 2.0% by weight. Surfactants
It is preferred to have an alkyl molecular chain with 8 or more carbon atoms. A
Examples of nonionic surfactants are linear alkyl sulfonates and alkyl benzenes
This is Luhonart. Examples of nonionic surfactants are available from Croda, Inc.
Such as Crodesta SL-40 (registered trademark) commercially available from New York, NY
Alkyl glycosides including alkyl glycoside esters, March 8, 1977
W. K. U.S. Pat. No. 4,011,389 issued to Landon et al.
Lucyl glycoside ether, and Glyco Chemicals, Inc.
Pegosperse (Greenwich, Connecticut)
From 200 ML and Lone Poorang (Cranberry, NJ)
Alkyl polyethoxy such as IGEPAL RC-520 (registered trademark) which is commercially available
It is a silated ester.Chemical softener
A chemical softener is explicitly included as an optional ingredient. Appropriate chemical softening
The agent is dimethylammonium ditallow chloride, dimethylammonium ditallow sulfate
, Di (hydrotreated) tallow dimethyl ammonium and other known dialkyl dimethyl
Including diammonium salts, of which di (hydrogenated) tallow dimethyl sulfate
Ammonium methyl is preferred. This particular material is available in Ohio,
Varisoft 1 from Toco Chemical Company, Inc.
37 (registered trademark). Biodegradability of quaternary ammonium compounds
Mono- and di-ester variations can also be used and are the subject of the present invention.
of
In range.
The above list of optional chemical additives is only an example and limits the gist of the present invention.
It does not do.
Detailed description of the drawings
FIG. 1 schematically illustrates the aqueous papermaking process of furnish for crepe papermaking operation.
The present invention will be described in more detail with reference to FIG. 2 which schematically illustrates a rape papermaking operation.
.
The following description is made with reference to FIG.
A storage tank 24 for temporarily storing an aqueous slurry of relatively long papermaking fibers is provided.
Provided. This slurry is transported by the pump 25, and in some cases, the slurry.
Fully developed the strength potential of long papermaking fibers after passing through the finaler 26
I do. To produce the desired wet and dry strength in the finished product
, An additional tube 27 carries the resin. Next, the slurry is used to help absorb the resin.
It is adjusted in the service 28. This moderately adjusted slurry is then passed through fan pump 30
In water to form diluted long papermaking fibers. Optional
As an option, the tube 32 conveys the flocculant 32 mixed with the slurry 31 and
A long fiber papermaking slurry 31 is formed.
Still referring to FIG. 1, the storage tank 34 is a container for the particulate filler slurry.
It is. Additional tube 35 carries an aqueous dispersion of the anionic flocculant. Pump 36
It transports the fine particle slurry and disperses the flocculant. Slurry promotes filler absorption
To be adjusted in the mixer 37. The obtained slurry 38 is made of water of papermaking short fibers.
Transported to the point where it is mixed with the sexual dispersion.
Still referring to FIG. 1, the papermaking short fiber slurry comes out of the container 39 and the pump
40 through tube 48 to mix with the conditioned particulate filler slurry 38
And is conveyed to a point where it forms an aqueous papermaking slurry 48 based on short fibers. Tube 46
Transports an aqueous dispersion of cationic (cationic) starch, which is
Mixing with the slurry 41 assisted by 0 to form an agglomerated slurry 47.
White water 29 is sent into this coherent slurry and mixed in fan pump 42.
Thus, an aqueous papermaking slurry 43 based on diluted coagulated short fibers is obtained. As an option
, Tube 44 feeds additional flocculant to increase the degree of coagulation of dilution slurry 43 and increase slurry 4
5 is formed.
Preferably, the papermaking short fiber slurry 45 formed as shown in FIG. 1 is shown in FIG.
And is divided into two approximately equal streams,
The papermaking streams are fed into headbox chambers 82 and 83, respectively,
Strong, soft, low dusting, filled crepe tissue paper Yankee
It is developed into the opposite side layer 75 and the Yankee side layer 71. Similarly, the paper shown in FIG.
The long fiber slurry 33 is preferably fed into the headbox chamber 82b.
, Finally strong soft low dusting, filled crepe tissue central layer 73
Will be expanded to.
FIG. 2 produces a strong soft low dust, filled crepe tissue paper
It is a schematic diagram showing a crepe papermaking process.
FIG. 2 is the side area of a preferred papermaking machine 80 for papermaking according to the present invention. This second
In FIG. 2, the papermaking apparatus 80 includes an upper chamber 82, a central chamber 82b and a lower chamber 82b.
Laminated head box 81 having chamber 83, slice roof 84, fourdrinier
Wire 85, which comprises a breeze roll 86, a deflector
90, a vacuum suction box 91, a coach roll 92, and a plurality of rotating rolls 9.
It is hung around 4. When operating the equipment, the first furnish is
Pumped through a bus 82 and a second furnish is passed through a central chamber 82b.
Pumped, the third stock is pumped through the lowermost chamber 83 and then
Out of the rice roof 84, the layers 88a, 88 pass over and under the fourdrinier wire 85.
An embryo web 88 consisting of b and 88c is formed. Fourdrinier wire 85
The dehydration occurs through the deflector 90 and the vacuum box 91.
It is supported. As the fourdrinier wire rotates in the direction of the arrow, the fourdrin
A shower 95 cleans the fourdrinier wire before it begins to pass over the line 86. C
In the eb transfer area 93, the embryo web 88 is
It is transferred to the porous carrier fabric 96 by action. Career Fabric
96 further blows the web from transfer area 93 through a vacuum dewatering box
Pass through the pre-dryer 100 and transport along two rotating rolls 101
After this, the web is converted to a Yankee dryer 108 by the action of the pressure roll 102.
Sent. In this case, the carrier fabric 96 completes the loop
, On additional rotating roll 101, shower 103 and vacuum dewatering box 105
Washed through and dehydrated. Pre-dried paper web is spray applicator
Yankee dryer 108 assisted by adhesive added by 109
Adhered to the cylindrical surface of This drying is carried out by heating the Yankee
It is circulated through a drying hood 110 on a dryer 108 and is not shown.
It is completed by hot air heated by a suitable means. Then the web is Yankee Do
Dryer creping Yankee by doctor blade 111
A paper sheet 70 including a side layer 71, a center layer 73 and a Yankee opposite side layer 75 is formed.
. The paper sheet 70 then passes between the calender rolls 112 and 113. reel
115 has a core 117 wrapped around the outer periphery and then disposed on a shaft 118
It is wound on a roll 116.
Still referring to FIG. 2, the origin of the Yankee side layer 71 of the paper sheet 70 is as follows.
Furnish pumped from the lowermost chamber 83 of the headbox 81
, This furnish is added directly onto Fourdrinier wire 85 and the Embryo web
8
8 below. The origin of the central layer 73 of the paper sheet 70 is
Furnish sent through member 82b, which is layer 8 above layer 88c.
8b. The origin of the Yankee opposite layer 75 of the paper sheet 70 is the head box 81
From the upper chamber 82, which furnish is embryo web
A layer 88a is formed on the 88 layer 88b. FIG. 2 is suitable for forming a three-layer web.
A paper machine 80 having a head box 81 is shown, but the head box 81
In other cases, such as forming a single layer web, a two layer web or other multilayer webs
Can be configured.
Further, the production of the paper sheet 70 according to the invention on the paper machine 80 shown in FIG.
In other words, the Fourdrinier wire 85 is a short fiber furnish so that an excellent formation is produced.
Must have a fine mesh with a span relatively narrower than the average fiber length
Must. The porous carrier fabric 96 also has a
Substantially blocking the fabric side of the Embrio web during the pace
To prevent this, the opening span should be smaller than the average length of the fibers that make up the long fiber furnish.
Have to have a fine mesh. The production of the illustrated paper sheet 70 is also described.
For the building process, this web has a fiber concentration of less than about 80% prior to creping.
More preferably, it is dried to a fiber concentration of less than about 95%.
The invention relates to conventional felt-pressed crepe tissue paper, height
Patterned crepe tissue paper and high uncompressed crepe
Generally applicable to crepe tissue paper, including creep tissue paper
, But is not limited to this.
Filled crepe tissue paper of the present invention is 10 g / mTwoTo about 100 g / mTwo
Has a basis weight in the range of Filled tissue paper of the present invention is a preferred embodiment thereof.
About 10 g / mTwoTo about 50 g / mTwo, Most preferably about 10 g / mTwo
To about 30 g / mTwoHas a basis weight in the range of Crepe tissue suitable for the present invention
New
Paper web is about 0.60g / cmThreeIt also has a lower density. Filling of the present invention
Tissue paper is about 0.03g / cmThreeTo about 0.6g / cmThree, Most preferably
About 0.05g / cmThreeTo 0.2 g / cmThreeHaving a density in the range of
Further, the invention applies to multilayer tissue paper webs. Laminated paper
The tissue structure formed from Ebb was found on November 13, 1976 by Morgan Jr.
. US Patent No. 3,994,771 issued elsewhere, November 17, 1981.
U.S. Pat. No. 4,300,981 issued to Carsuen on Aug. 28, 3979
U.S. Patent Nos. 4,166,001 and 1994 issued to Dunning et al.
European Patent Application No. 0,6131399 A1 issued by Edward et al.
All these references are cited. Each layer consists of different types of fibers
Preferably, these fibers are typically used in the production of multilayer tissue paper.
Consists of relatively long conifers and relatively short hardwoods. Multi-layer tissue suitable for the present invention
The paper web consists of at least two superimposed layers, ie the inside
A layer and at least one outer layer connected to the inner layer. Preferably many
The layer tissue paper consists of three superimposed layers, namely the inner layer or
Consisting of a central layer and two outer layers, the inner layer is located intermediate the two outer layers.
The two outer layers are preferably about 0.5 to about 1.5 mm, preferably about 1.0 m
Contains raw filament components of relatively short papermaking fibers having an average fiber length of less than m
. These short fibers for papermaking are hardwoods, preferably hardwood kraft fibers.
Thus, it is most preferably derived from eucalyptus. The inner layer is preferably at least
The raw filament component of a relatively long papermaking fiber having an average fiber length of about 2.0 mm
Including. These papermaking long fibers are typically softwood fibers, preferably Northern Soft.
Towood craft fiber. Preferably, most of the powdered filler of the present invention is of the present invention.
Contained in at least one of the outer layers of the multi-layer tissue paper web.
More preferably, the bulk of the powdered filler of the present invention is contained in both outer layers.
Crepe made from single or multi-layer crepe tissue paper web
-The tissue paper product can be a single layer or a multi-layer product.
An advantage with the practice of the present invention is that it produces a given amount of tissue paper product.
Therefore, the amount of papermaking fiber required for this purpose can be reduced. Further, the present invention
The optical properties of the dish product, especially its opacity, are improved. These advantages are high
In tissue paper webs with strength levels and low dusting
Will be revealed.
The term "opacity" as used in the present invention refers to the visible part of the electromagnetic spectrum
Refers to the resistance of the tissue paper web to transmission of light of a wavelength corresponding to.
"Specific opacity" is a unit of measurement of tissue paper web, 1 g / mTwoEvery
Is a measure of the opacity given to. Measure opacity and calculate specific transparency
This method is described in detail later in this specification. Tissue paper according to the invention
The web is preferably at least about 5%, more preferably at least about 5.5%, most preferably
Or more than about 6% specific opacity.
As used herein, the term "strength" refers to the specific overall tensile strength, and
The measuring method is described in detail below. Tissue paper web according to the invention is powerful
. This generally has a specific overall tensile strength of at least about 0.25 meters, and
Preferably about 0.40 meters or more.
The terms “lint” and “dust” are used interchangeably herein.
Used to control the tissue paper web for controlled abrasion testing
It refers to the tendency to release particulate filler, the measurement of which is described in detail below. Fiber
The tendency to release fibers or particles depends on the web structure of such fibers or particles.
Lint and dust are related to web strength because they are directly related to the degree of fixation.
Are linked. As the overall fixation level increases, the web strength increases. I
However, it has strength that is considered to be acceptable, but lint or dust
There are levels that cannot be reached. This results in localized lint or dust generation.
It is a fruit. For example, the surface of tissue paper has a tendency to lint or dust
However, the coupling below the surface pushes the lever to a level where the overall strength level is very acceptable.
May be enough to raise. In other cases, relatively long fiber skeletons
Is induced, but fiber or particulate fillers are not well bound in the structure
There are cases. The tissue paper web containing the filler according to the invention is relatively lint
Less is. A lint level of about 12 or less is preferred, and about 10 or less is more preferred
, 8 or less is most preferable.
The multilayer tissue paver web of the present invention is a soft absorbent multilayer tissue web.
It can be used in any application where a paper web is required.
A particularly preferred use of the multilayer tissue paper web of the present invention is in toilet tees.
And facial tissue products. Single layer tissue paper from the web of the present invention
Multi-layer tissue paper can also be produced.
Analysis and test procedures
A. density
The density of multilayer tissue paper as a term used in this specification is
Calculated by dividing the basis weight of the paper by caliper and adding an appropriate unit conversion
It is an average density. Multilayer tissue paper caliper used herein
Is 95g / inTwo(15.5 g / cmTwo) Is the thickness of the paper under the compressive load
You.
B. Molecular weight identification
The essential specificity of a polymeric material lies in its molecular size. In various applications
Almost all the properties that allow the use of polymers derive from their macromolecular structure. This
To fully characterize these substances, their molecular weight and molecular weight distribution must be defined and characterized.
Need to have a means to determine Use relative molecular weight rather than molecular weight as a term
Is more accurate, but in polymer technology the latter "molecular weight"
Commonly used. Defining the molecular weight distribution is not always practical.
However, using chromatography techniques, this has become a common practice.
Rather, it is better to express the molecular size as a molecular weight average.
Molecular weight average
A simple molecular weight fraction representing the parts by weight (wi) of a molecule having a relative molecular mass (Mi)
Taking cloth into account, a few useful averages can be defined. Individual size
The average performed based on the number of molecules (Ni) of (Mi) gives the following number average molecular weight
Eru:
An important conclusion of this definition is that the number average molecular weight in gram
It is to include. Such a definition of molecular weight is defined as monodisperse molecular species,
This is consistent with the definition of molecules having the same molecular weight. More importantly, the polydispersion
If the number of molecules in a given mass of a limer can be determined in some way, then n
Can be easily calculated. This is the basis for the integrated property
You.
The calculation based on the weight part (Wi) of the molecule of the given mass (Mi) is as follows.
It leads to the definition of the average molecular weight.
w more accurately reflects properties such as the melt viscosity and mechanical properties of the polymer
Since w is a more effective means of expressing the polymer molecular weight than n,
This w is used in the invention.
C.Identification of filler particle size
In particular, the particle size is related to the ability to hold the filler in the paper sheet.
,
Particle size is an important determinant of filler performance. Especially clay particles are flat or blocky
Is not spherical, but the measured value called "equivalent spherical diameter" is
This measurement can be used by industry as clay or other
It is one of the main methods used to measure the particle size of granular fillers. Filler equivalent
The measurement of the spherical diameter is based on TAPPI Useful Met based on Sedigraph R analysis.
hod 655. That is, Georgia, Micro-
A type of instrument sold by the meritics Instrument Corporation of Norcross
Can be implemented. This instrument measures the gravitational settling velocity of a particulate filler dispersion slurry.
X-rays to determine the equivalent spherical diameter and Stokes's
Use rules.
D.Quantitative analysis of filler in paper
As will be appreciated by those skilled in the art, many quantitative analyzes of non-cellulose filler materials in paper
Method exists. To assist in the practice of the present invention, the most preferred inorganic filler
The two available methods will be described in detail. The first method, namely the incineration method, is generally an inorganic filler
It can be used for The second method, the kaolin identification method by XRF,
Fillers suitable for the practice of Ming, ie modified for kaolin.
Incineration
Ashing is performed using a muffle furnace. In this method, first a 4-digit scale is
Clean, calibrate, and tar. Then place a clean, empty platinum dish on the weighing platform
Weigh with. Record the weight of the empty platinum dish to the nearest ten thousandth place in grams. Scale
Approximately 10 grams of filled tissue paper without retarring
Carefully fold into a platinum dish. The weight of platinum plate and paper is 1 / 10,000 in grams
Record up to digits.
Next, the paper in the platinum dish is pre-ashed at low temperature with Bunsen burner flame. this
Note that this step should be performed slowly to prevent the formation of airborne ash.
I have to take care. If airborne ash is observed, a new specimen must be made.
Must. When the flame of this preashing stage has extinguished, place the specimen in a muffle furnace.
You. The muffle furnace must be at a temperature of 575 ° C. Specimen is placed in a muffle furnace
Complete incineration in 4 hours. After this time, the specimen is removed with a lace and a normal flame retardant
Placed on a neutral surface. Allow specimen to cool for 30 minutes. After cooling, assemble platinum dish / ash
The body is recorded to the nearest ten thousandth digit in grams.
Fill by subtracting the weight of a normal empty platinum dish from the weight of the platinum dish / ash assembly.
The ash content in the tissue paper containing the ingredients. The weight of this ash is 10,000
Record to the nearest tenth digit.
Ash weight is a measure of filler loss during incineration (eg water vapor loss in kaolin).
Is converted into a filler weight. To identify this, first on a 4-digit scale plate
Weigh a normal empty platinum dish with. The weight of an empty platinum dish is reduced to 1 / 10,000
Record up to digits. Without retarring the scale, add about 3 grams of filler to a platinum dish.
Carefully pour into it. Platinum plate / filler assembly weight in thousands of thousands
Record up to.
The specimen is then carefully placed in a 575 ° C. muffle furnace. Muff specimen
Complete incineration in about 4 hours in a furnace. After this time, remove the specimen with a strap
Place on a normal flame retardant surface. Allow specimen to cool for 30 minutes. After cooling, platinum
Weigh the dish / ash assembly to the nearest ten thousandth digit in grams and record this weight
.
Calculate the percent incineration loss in the original filler sample using the formula below
.
[(Weight of original filler sample and platinum dish)
The percent ash loss in kaolin is 10-15%. In this case, expressed in grams
The converted original ash weight is converted to the filler weight in grams by the following formula:
You.
Next, the percentage of filler in the original filler tissue paper is calculated by the following formula:
You.
Identification of kaolin clay by XRF
The main advantage of the XRF method over muffle furnace incineration technology is speed, but this method
Is not used universally. XRF spectrometer requires several hours for muffle furnace incineration
Within 5 minutes, the level of kaolin clay in paper samples can be determined.
Wear.
X-ray fluorescence technology is based on bombing a specimen with X-ray photons from an X-ray tube. This
High energy photon bombardment will cause electrons in the inner core level to
Release. These empty core levels are then filled with outer core electrons. Outside this
Fluorescence process occurs as a result of nuclear electron filling, added by elements in specimen
X-ray photons are emitted. Each element has a separate “fingerprint” for these X-ray fluorescence transitions.
Has energy. The energy of the element of these emitted X-ray fluorescence photons
And therefore its identity is determined by the lithium-doped silicon semiconductor detector.
Is specified. This detector identifies the energy of the impact photon and therefore
The elements present can be identified. In most sample matrices
Elements from sodium to uranium are identifiable.
In the case of clay fillers, the elements detected are silicon and aluminum. This clay
The X-ray fluorescence instrument used for the analysis was based in Mount View, California.
Spectrace 5000 manufactured by Carhuse Inc.
. The first step in the quantitative analysis of clay is based on a standard set of tissues containing a known clay filler.
For example, using a clay content in the range of 8 to 20%.
The exact clay levels in these standard paper specimens were applied to the muffle furnace incineration technique described above.
Therefore, it is specified. One of the standards includes blank paper specimens. School of instrument
To be correct, use at least five standards that sandwich the desired target clay level.
I have to.
Prior to the actual calibration process, the X-ray tube was set to 13 kilovolts and 0.20 milliamps.
Output up to the set value of the pair. In addition, the meter is made of aluminum and
It is set to integrate the detection signal of i. To make a paper sample, first 2 "
Cut a 4 "(5.08cm x 10.16cm) strip. Fold this strip
, 2 "x 2" (5.08cm x 5.08cm) size with the opposite side of the Yankee dryer outside
Make The specimen is placed on the specimen cup and held by the retaining ring. Mark
During the preparation of the book, care must be taken to keep the specimen flat on the specimen cup.
Absent. The instrument is then calibrated using the known set of standards.
After calibrating the instrument with a known set of standards, the linear calibration curve is
Store in system memory. Using this linear calibration curve, the clay in the unknown standard
Calculate the level. To ensure that the X-ray fluorescence system operates stably and correctly
For this, a check sample of known clay content is run with each unknown standard set. H
If the results of the analysis of the check sample are inaccurate (10-
Troubleshoot and / or recalibrate for this instrument.
For each papermaking condition, identify the clay content in at least three unknown samples.
You. The mean and standard deviation are taken for these three samples. If clay application procedure is doubtful
To change the clay content in the horizontal or vertical direction of the paper.
If intentionally set, additional specimens may be used in the horizontal and vertical directions.
Must be measured.E. FIG. Measuring tissue paper lint
The amount of lint generated from tissue products is determined by the Sutherland Love Tester.
Measure. This tester uses a weighed felt for stationary toilet tissue.
Use motor to rub 5 times in. Hunter collar before and after each friction test
-Measure the L value. The difference between these two hunters, colors and L values is defined as lint
To calculate.Specimen preparation:
Prior to the lint rub test, the paper sample to be tested is tapped # T4020
It must be adjusted by the M-88 method. In this case, the sample is 10-35%
At a relative humidity level of 24 to 40 ° C. for 24 hours. This
After the preconditioning step, the specimens are kept in a temperature range of 48 to 52% relative humidity and
Must be adjusted for 24 hours. This friction test is performed in a room with low temperature and low humidity.
Must be implemented.
Sutherland Love Tester is Testing Machine Inc.
(Amithiville, NY, 11701). First, for example
Remove and discard any product that would be worn away when handling outside the roll.
To obtain a multi-layer finished product, three sections each containing two sheets of multi-layer product
And place it on the bench top. To get a single layer product,
Remove 6 sections containing 2 sheets of single layer product and place on bench top
You. Then fold each specimen in half so that the fold runs along the side of the tissue specimen
fold. When manufacturing a multi-layer product, one of the outward facing sides must be
To the same outside. In other words, without separating the layers from each other
Friction test the opposing sides inside the product. For single layer products,
3 specimens with opposite sides from Yankee dryer and Yankee dryer side
To form three samples. Which specimen is the Yankee dryer side, and
You must track if the specimen is on the opposite side of the Yankee Dryer.
Coded Inc. (800 E. Ross Road, Cincinatti, 0hio
, 45217) to 30 "x 40" (76.2 cm x 10.16) of Crescent # 300 cardboard
cm) Obtain a piece. Using a paper cutter, size 2.5 "x 6" (6.
Cut out 6 pieces of cardboard (35cm x 15.24cm). Sutherland friction tester
2 on each of 6 cards by pressing on the hold down pins of
Drill one hole.
When handling single-layer finished products, remove 2.5 "x 6" (6.35cm x 15.24cm) cardboard pieces.
Each is centered and carefully placed on the above six folded specimens. Cardboard 6
"(15.24cm) size runs parallel to the machine direction (MD) of each tissue sample
Be careful. 2.5 ”x 6” (6.35cm x 15.24cm) when handling multi-layer finished products
) Only three pieces of cardboard are required. Center each piece of cardboard on the above three folded specimens
And place them carefully. Also in this case, a 6 ”(15.24cm) cardboard size
Take care to run parallel to the book's machine direction (MD).
Fold one edge of the exposed portion of the tissue specimen back to the back of the cardboard. 3M
Adhesive tape (3/4 "wide Scotch Brand, St.
.Paul, MN) to secure the edge to the cardboard. The other overhanging te
Carefully grasp the edge of the tissue and fold it snugly against the back of the cardboard. Paper
While holding the second edge tightly fixed on the cardboard, use an adhesive tape.
Glue. Repeat this procedure for each specimen.
Turn each specimen over and tape the lateral edges of the tissue paper to cardboard. Contact
Half of the adhesive tape must come in contact with the tissue paper and the other half must adhere to the cardboard.
Must. Repeat this procedure for each specimen. During this process,
If the book breaks, ruptures, or frays, discard the specimen and replace it with a new tissue
Make a new specimen with this strip.
When manufacturing a multilayer inverted product, three specimens are placed on cardboard. Single layer finish
In the case of the product, three samples with the Yankee / Dryer side facing out on cardboard
Place three specimens with the side of the key dryer outside.Felt manufacturing
Coded Inc. (800E. RossRoad, Cincinatti, 0hio, 4
5217) to 30 "x 40" (76.2cm x 10.16c) of Crescent # 300 cardboard
m) Obtain a piece. Using paper cutter, size 2.25 "x 7.25" each
Cut out six (5.715cm x 18.415cm) pieces of cardboard. In parallel with the short side,
Draw two lines in parallel from the top and bottom edges of the white side. As a guide member
Carefully cut along the length of this line with a razor blade using the straight edge
You. Make a notch to about half the thickness of the sheet. Cardboard /
Felt assembly can be tightened around Sutherland friction tester
. Draw an arrow on the notch side of the cardboard, parallel to the cardboard length.
Six pieces of black felt (New England Gasket, 550 Broad Street, Bristol
, F-55 or equivalent from CT 06010) 2.25 "x 8.5" x 0.0625
Cut to size (5.715cm x 21.59cm x 0.158cm). Long side of felt and cardboard
Make sure the felt is parallel to the green
Placed on the screen. The felt fluff side up. Also the top and bottom edges of the cardboard
Overhang the edge by about 0.5 "(1.27 cm). Make both overhanging edges of the felt thick
Fold it to the back of the paper and secure it with Scotch brand tape. This
Make a total of 6 felt / cardboard assemblies such as
For best reproducibility, test all samples for the same felt lot.
Have to strike. Obviously one felt lot is completely depleted
There are cases. If you have to get a new felt lot,
A correction factor must be specified for the error lot. Correction factor
In order to identify the new lot and the old lot,
Prepare enough 24 cardboard / felt specimens to make.
Before the rub begins, two new and old lots, as described below,
Obtain Hunter L readings for 4 cardboard / felt samples. New lot of 24 cardboard / fel
Calculate the average value of both the sample and the old lot of 24 cardboard / felt samples.
Next, 24 cardboard / felt specimens of these new lots and the old
Both the 24 cardboard / felt specimens are friction tested. New lot and old lot 2
Care is taken to use the same tissue number for each of the four specimens. Further
In addition, paper sampling for the preparation of cardboard / tissue specimens
Felt and old lot felt are exposed to representative tissue specimens as much as possible
Must be implemented as follows. For single-layer tissue products, break or wear
If there is a product, destroy it. Next, two usable units (both sheets)
To obtain 48 tissue strips. Of the first two usable units
Place the strip on the far left of the bench and place the last of the 48 specimens on the far right of the bench.
Deploy. The number “1” is assigned in a 1 cm × 1 cm area in the corner of the left end specimen. next
The samples are numbered sequentially up to 48, with the last sample being numbered "48".
Using 24 odd numbered samples for the new felt and 24 for the old felt
Use even numbered samples. Order the odd-numbered samples from smallest to largest. Even number mark
Arrange books from minimum to maximum. Therefore, the letter "Y" is appended to the minimum number of each set.
Add the letter "O" to the next number. Then, such alternation “Y” / “O” pattern
Is attached to each sample. Use “Y” sample for Yankee-Dryer side lint analysis
And use "O" for Yankee dryer opposite lint analysis. Therefore
For single layer products, a total of 2 for new lot felt and old lot felt
There are four specimens. Of these 24, 12 is the lint on the side of the Yankee dryer
The other 12 is for lint analysis on the opposite side of the Yankee dryer.
Perform a friction test on all 24 specimens of the old felt as follows.
The L value is measured. 12 Yankee Dryer Side Hunters For Old Felt
-Record the color L value. These 12 values are averaged. About old felt,
Record 12 Hunter Color L values opposite the Yankee Dryer. These one
Average the two values. Average Hunter Color of Yankee Dryer Side Rubbed Specimen
From the L value, the average hunter color L of the original unrubbed felt
Subtract the value. This is the delta mean difference between the side samples of the Yankee dryer. Yankee
・ From the average Hunter color L value of the sample rubbed on the opposite side of the dryer,
Subtract the average hunter color L value of the unrubbed felt. This is Yang
It is the delta mean difference of the opposite side sample of the key dryer. Yankee dryer mentioned above
Sum the lateral delta average difference and the Yankee Dryer opposite lateral delta average difference and calculate this
Divide the sum by two. This is the unmodified lint value of the old felt. Old Felt Present
If there is a felt modification factor of, add this to the unmodified lint value of the old felt
. This value is the modified lint value of the old felt.
As described above, a friction test was conducted on all 24 specimens of the new felt and its hunter
The color L value is measured. Twelve Yankee dryer side hans about the new felt
Record the tar color L value. These 12 values are averaged. About new felt
, And record the Hunter Color L value opposite the Yankee Dryer. these
The 12 values are averaged. Average Hunter Force of Yankee Dryer Side Rubbed Specimen
Average hunter color of the original unrubbed felt from the L-value
Subtract the L value. This is the delta mean difference between the side samples of the Yankee dryer. Yanke
-From the average Hunter color L value of the rubbed specimen,
Subtract the average Hunter Color L value of Null's non-rubbed felt. This is ya
It is the delta mean difference of the opposite side sample of Ncky Dryer. Yankee Dry
Sum of the delta average difference on the opposite side and the delta average difference on the opposite side of the Yankee
Divide the total by 2. This is the unmodified lint value for the new felt.
Take the difference between the modified lint value of the old felt and the unmodified lint value of the new felt. this
The difference is the felt correction factor for the new felt lot.
Adding this felt modification factor to the unmodified lint value of the new felt
This is the same as modifying the felt lint value.
A similar procedure was performed for two-ply tissue products, with 24 specimens of old felt
Perform a run and perform a 24-sample run on the new felt. But the consumer
Only the outer layer used is friction tested. As mentioned earlier, old felt and new felt
The sample must be prepared so that a representative sample is obtained for the event.Notes on 4 pound weight
:
A 4 pound weight is 4 square inches (10.16 cm)Two) Effective contact area
With square inches (2.54 cmTwo) Produces a contact pressure of 1 pound (0.453 kg).
Contact pressure is varied by replacing rubber pads mounted on the weight surface.
Manufacturers (Brown Inc., Mechanical Service Department,
It is important to use only rubber pads provided by Kalamazoo, MI)
is there. These pads must be replaced if they are hardened, worn or torn
No.
When not using the weight, place the weight so that the pad does not support the full weight of the weight.
There must be. It is best to store the weight on its side.Calibration of friction tester instruments
:
The Sutherland Love Tester must first be calibrated before use. First,
By moving the tester switch to the "cont" position,
Turn on. When the tester arm is closest to the user, the tester
Turn the switch to the "auto" position. Pointer on large dial
Move the arm to “5” position setting to move the tester in 5 strokes
make them run. One stroke is one full forward and backward movement of the weight. Beginning of each test
And at the end, the end of the friction block must be closest to the operator
Absent.
As described above, tissue paper is created on the cardboard specimen. Further mentioned above
Thus, a felt is created on a cardboard specimen. Both of these specimens are
Used for correctness, not for obtaining actual specimen data.
Slide the hole in the cardboard of this calibration tissue specimen onto the hold-down pin
This places the tissue specimen on the tester substrate. Hold down
The pins prevent movement of the specimen during the test. Contact the side of the cardboard with the weight pad
Clip the calibration felt / cardboard specimen onto a 4 pound weight. Cardboard / Fel
Care is taken to ensure that the gating assembly rests flat against the weight. The weight of the test arm
Hook up and slowly place tissue specimen under weight / felt assembly
You. The weight end closest to the operator is not the tissue specimen itself but the tissue mark
Must be on cardboard of book. The felt is placed flat on the tissue specimen
Must make 100% contact with the tissue surface. Pressing the "push" button
To activate the tester.
Holds stroke count and starts with felt-coated weight sample.
The moving position and the stop position are stored. The total number of strokes is 5 and this test
The ends of the felt-coated weight closest to the operator at the start and end points
If it is on the cardboard of the tissue specimen, the tester has been calibrated and
can do. The total number of strokes is not 5, or the starting point of the test or
The end of the weight coated with felt closest to the operator at the end point
If it is on the dish itself, 5 strokes will be counted and the test will start.
Or the end of the felt-coated weight closest to the operator at the end point is placed on the cardboard.
Repeat the calibration procedure until it is set.
During the actual specimen test, the stroke count and the start of the felt-coated weight
Monitor and observe the point and the end point. Recalibrate if necessary.Hunter / color meter calibration
:
Follow the procedures outlined in the instrument operation manual for black or white standard play.
Adjust the Hunter color difference meter to Also, check the stability of standardization.
A color stability check every day unless performed within the last 8 hours.
Implement If necessary, check the zero reflectivity
Readjust.
Place a white standard plate on the specimen table below the instrument port. Release the sample table
And raise it below the specimen port.
Using the "L-Y", "a-X" and "b-Z" standard knobs, "L", "a" and
Reads each standard white plate value when "b" push button is pressed sequentially
Adjust the instrument as follows.Specimen measurement
:
The first step in lint measurement is to remove the black color before rubbing on the toilet tissue.
To measure the Hunter color L value of a rut / cardboard sample. The first stage of this measurement
Lower the standard white plate from below the instrument port on the Hunter Color instrument.
In Point the arrow behind the color meter on a standard plate of felt-coated cardboard.
Be centered on Release the sample table and place the felt-coated cardboard under the sample port.
Raise it.
The felt width is only slightly larger than the view diameter, so the felt is completely
To cover. After fully covering, press the L push button to read the reading
Wait until is stable. The L value is read and recorded to the nearest 0.1 unit.
If using a D25D2A hood, lower the felt-coated cardboard and plate.
Turn the felt coated cardboard 90 ° so that the arrow points to the right side of the meter. next
Release the stage and once again make sure that the field of view is completely covered by felt.
And confirm. Press the L push button down. Write this value down to the nearest 0.1 unit.
Record. In the case of D25D2M, the value read is the Hunter Color L value. D
In the 25D2A head, the rotating sample reading is recorded and the Hunter color L value
Is the average of the two recorded values.
Hunter color L value for all felt coated cardboard using this technique
Is measured. All hunter color L values are within 0.3 units of each other
For example, an average value is obtained to obtain an initial L read value. Hunter color L value is only 0.3
If not, discard the out-of-limit felt / cardboard assembly. All markers
Until the books are within 0.3 units of each other, prepare new specimens and
The L-value measurement is repeated.
For measurement of the actual tissue paper / cardboard assembly, a calibration tissue sample
Slide the cardboard hole over the hold-down pin to
The book is placed on the tester substrate. The hold-down pin is used to move the specimen under test.
Prevent movement. Calibrate felt / cardboard specimen with cardboard side in contact with weight pad
Clip on a 4 pound weight. Make sure the cardboard / felt assembly is flat against the weight.
Be careful to touch. Hook this weight on the test arm and slowly
Place the dish specimen below the weight / felt assembly. Weight closest to the operator
The end must be on the tissue cardboard, not the tissue specimen itself
Absent. The felt is placed flat on the tissue specimen and makes 100% contact with the tissue surface.
There must be.
The tester is then activated by pressing the "push" button. 5 Stra
At the end of the session, the tester stops automatically. Further markers for felt-coated weights
The stop position for the book is stored. The end of the felt coating weight close to the operator turns
If it is on road cardboard, the tester is working properly. Fel close to operator
If the end of the covering weight is above the specimen, abandon the measurement and proceed to Sutherland Love Tests
Recalibrate as described in the calibration section.
The weight is removed with the felt coated cardboard. Inspect tissue specimens. If damaged
If so, abandon the felt and tissue and restart the test. Tissue specimen
If intact, remove the felt-coated cardboard from the weight. Blank felt
And measure the Hunter Color L value on the felt coated cardboard as described above.
You. The hunter color L value reading of the felt is recorded after rubbing. All others
Rub the specimen and measure and record the Hunter Color L value.
After all tissues have been measured, remove all felt and discard. H
The belt is not used again. Cardboard bends, tears, and gushes
Until it no longer has a smooth surface.Calculation:
Measurement of the opposite side of the Yankee dryer and the side of the Yankee dryer
By subtracting the average initial L reading found for the unused felt from the value
Thus, the delta L value is specified. Consider that multi-layer products rub only one side of the paper.
I want to be awakened. Thus, a 3 Delta L value is obtained for a multilayer product. These three data
The luta values are averaged and the felt factor is subtracted from this final average. This end result
Is called the lint on the fabric side of a two-layer product.
Yankee dryer side measurement and Yankee dryer opposite side measurement are obtained
For a single layer product, the average initial L reading determined for unused felt was 3
Each of the Yankee dryer side L readings and the 3 Yankee dryer opposite L
Subtract from each of the readings. Calculate the average delta of 3 Yankee dryer profile values
I do. The felt factor is subtracted from each of these averages. The final result is the fabric
It is called the lint on the side of the wall and the lint on the side of the Yankee dryer for single layer products.
Taking the average of these two values gives the final lint of the entire single layer product.
F. Tissue paper panel flexibility
Ideally, the paper sample to be tested should be
) Must be adjusted by method # T402OM-88. In this case, the specimen
Is pre-conditioned for 24 hours at a relative humidity of 10 to 35% within a temperature range of 22 to 40 ° C.
Is done. After this pretreatment step, the specimens are subjected to a relative humidity of 48
It must be conditioned for 24 hours within a temperature range of 4 ° C.
Ideally, the flexible panel test should be performed in a confined space in a constant temperature / humidity room.
Must be implemented. If this is not possible, all markers, including controls,
Books must be subjected to the same environmental exposure conditions.
Flexibility testing is 1 by American Society For Testing and Materials
"Manual on Sensory Testing Methods" published in 968, ASTM Special
Performed by a pairwise comparison method similar to that described in Technical Publication 414
This document is cited as a reference. Flexibility uses a method called “pair variance testing”.
Is evaluated by subjective tests. This method does not apply to the test material itself.
Use standards. For tactile flexibility, the subject cannot see the specimen
Present two specimens and the subject selects one based on tactile flexibility.
Is required. Test results are called Panel Score Units (PSU)
Will be reported in Flexibility to get flexibility data reported to this PSU
For testing, a number of flexible panel tests are performed. In each test
Ten trained flexibility judges grade the relative flexibility of three sets of paired specimens
You are asked to give Sample pairs are determined one by one by each judge.
You. One sample of each pair is called X and the other is called Y. Briefly, each X sample is
The other sample Y in the pair is graded as follows.
1. If X is determined to be slightly softer than Y, a plus 1 rating is given and Y
Is determined to be slightly softer than X, a rating of -1 is given.
2. If X is definitely determined to be a little softer than Y, then a grade of plus 2 is awarded.
If Y is definitely determined to be slightly softer than X, then a minus 2 rating is given.
It is.
3. If X is determined to be significantly softer than Y, a rating of plus 3 is given,
If Y is determined to be significantly softer than X, a rating of -3 is given. Ma
Finally,
4. If X is determined to be much softer than Y, a rating of plus 4 is awarded.
, If Y is determined to be much softer than X, a rating of minus 4 is given
.
These grades are averaged and the average is placed in the PSU unit. Get
The data obtained is considered the result of a single panel test. Multiple sample pairs evaluated
All sample pairs are ranked by paired statistical analysis according to their grade.
Be killed. Then move up and down the ranks as needed to make all samples zero-based.
Give a zero PSU value to be the standard. In this case, the other samples are zero-based.
Has a positive or negative value as specified by its class relative to the
I do. About 0.2 PSU may represent a significant difference in subjectively perceived flexibility
Next, determine the number of panel tests performed and averaged.
G. FIG.Measuring tissue paper opacity
Opacity percent is measured using a Clorquest DP-9000 spectrocolorimeter.
Place an on / off switch behind the processor and turn it on. Instrument
Warm up for 2 hours. When the system enters standby mode, the keeper
Press any key on the pad and let the instrument warm up for an additional 30 minutes.
Standardize the instrument using black and white glass. Standardization is read mode
And in accordance with the instructions in the Standardization section of the DP9000 instrument manual.
Confirm that it was done. CAL on processor to standardize DP-9000
Press the key and follow the prompt symbols shown on the screen. In this case, black gala
You will be prompted to read the glass and white glass.
DP-9000 must be zeroed according to the instructions in the manual.
Press the setup key to enter setup mode. Change the following parameters
Define.
UF filter: OUT
Display: ABSOLUTE
Reading interval: SINGLE
Sample ID: ON or OFF
Average: OFF
Statistics: SKIP
Color scale: XYZ
Color index: SKIP
Color difference scale: SKIP
Color difference index: SKIP
CMC ratio: SKIP
CMC Commercial Factor: SKIP
Observer: 10 degrees
Illuminant: D
M1 Second Illuminant: SKIP
Standard: WORKING
Target value: SKIP
Tolerance: SKIP
The color scale is set to XYZ, the observer is set to 10 degrees, and
Make sure the luminance is set to D. Use white calibration tiles
You can also. Raise the specimen and tile to the position below the specimen port and specify the Y value
You.
Lower specimen and tile. Remove white tiles without rotating the specimen itself
Remove and replace with black glass. Raise the specimen and black glass again and specify the Y value
You. Single layer tissue specimen not rotated between white tile reading and black glass reading
To do.
By taking the ratio of the Y reading on the black glass to the Y reading on the white tile,
To calculate the opacity percentage. Then multiply this value by 100 to get the opacity
Get cents.
For the purposes of this specification, the measurement of opacity is converted to "specific opacity" and this opacity is measured.
Lightness in effect modifies opacity to changes in basis weight. Opacity percent
The formula to convert to specific opacity is:
Specific opacity = (1- (opacity / 100)(1 / gram weight)) × 100
In this case, the specific opacity unit is g / mTwoPer cent, and opacity is
-Cent unit, basis weight is g / mTwoIs a unit.
The specific opacity must be 0.01%.
G. FIG.Measuring tissue paper strength Dry tensile strength
Tensile strength for Thing-Albert on 1 inch (2.54 cm) wide specimen strip
Intelect II Standard Tensile Tester (Thwing-Albert Instrument Co., 10960
Dutton Rd., Philadelphia, PA, 19154). This method
Used for finished paper products, reel specimens and unconverted materials.Sample preparation and preparation
Prior to the tensile test, the paper specimen to be tested was subjected to the Tappi method # T401OM-88.
Therefore, it must be adjusted. All plastic boards and boards before test
The paper must be carefully removed from the paper specimen. Paper specimens should have a relative humidity of 48 to 5
2%, must be adjusted for at least 2 hours within the temperature range of 22-24 ° C
. All aspects of specimen preparation and tensile testing are constant temperature / humidity chamber confinement
Must be carried out in the space.
Discard damaged products for finished products. Next, four usable units (called sheets)
Take 5 strips) and overlap each other to have matching holes between the sheets
To form long deposits. Identify sheets 1 and 3 for longitudinal tensile strength measurement and
Identify sheets 2 and 4 for tensile strength measurement. Next, a paper cutter (Thwing-
Available from Albert Instrument Co., 10960 Dutton Rd., Philadelphia, PA, 19154
JDC-1-10 or JDC-1-12) with safety shield
Cut through the perforation line to form four separate stocks. The piles 1 and 3 are still vertical
So that deposits 2 and 4 are identified for transverse tensile strength
I do.
Cut two 1 "(2.54 cm) wide strips vertically from stacks 1 and 3
. Cut two 1 "(2.54 cm) wide strips laterally from stacks 2 and 4
. There were four 1 "(2.54 cm) wide strips for the longitudinal tensile strength test.
Prepared and four 1 "(2.54 cm) wide strips for transverse tensile testing
Is prepared. A total of eight 1 "(2.
A 54 cm) wide strip is 5 usable units (also called sheets) thick.
For unconverted stock and / or reel specimens, an 8 layer thick 15 "(38.1 cm)
) X 15 "(38.1 cm) specimen from the area of the specimen with a paper cutter (Thwing-Al)
commercially available from bert Instrument Co., 10960 Dutton Rd., Philadelphia, PA, 19154.
Cut using JDC-1-10 or JDC-1-12) with a safety shield.
put out. One 15 "(38.1cm) cutting line runs parallel to the vertical direction, while the other 15"
"(38.1cm) Make the cutting line parallel to the horizontal direction.
At least 2 hours within the temperature range of 8 ~ 52%, 22 ~ 24 ° C
No. All aspects of specimen preparation and tensile testing require constant temperature / humidity chamber
Must be carried out in a confined space.
From a pre-conditioned 8-layer 15 ”(38.1 cm) x 15” (38.1 cm) specimen, 4
Cut out a trip 1 "(2.54cm) x 7" (17.78cm) and measure its length 7 "(17.78cm)
Run parallel to the vertical direction. Transfer these specimens to the vertical reel or
Used as a paper replacement sample. Additional 4 strips 1 "(2.54cm) x 7" (17.78cm
), And take a length of 7 ”(17.78 cm) so that it runs parallel to the vertical direction.
These specimens are used as transverse reels or unconverted stock. All of the above
Cutting is done with a paper cutter (Thwing-Albert Instrument Co., 10960 Dutton Rd.,
JDC-1-10 with a commercially available safety shield from Philadelphia, PA, 19154 or
Is
JDC-1-12). So a total of eight specimens were obtained. sand
In other words, an 8 layer thickness that runs 7 ”(17.78cm) parallel to the longitudinal direction
4 strips 1 "(2.54cm) x 7" (17.78cm) and 7 "(17.78cm) in length
8 strips of 4 strips 1 "(2.54 cm) x 7" (1
7.78cm).Operation of tensile tester
For actual measurement of tensile strength, Thwing-Albert Intelect II Standard Tensile
Tester (Thwing-Albert Instrument Co., 10960 Dutton Rd., Philadelphia, P
A, 19154). Insert a flat surface clamp into the device and use the Thwing-Albert Inte
Calibrate the tester according to the instructions given in the lect II operating manual. Total
The crosshead speed of the vessel was set to 4.00 inches (2.54 cm) / min and the first and second
Set the 2 gauge length to 2.00 inches (5.08 cm). Breaking sensitivity of 20.0 grams
The sample width is set to 1.00 "(2.54cm) and the sample thickness is set to 0.025" (0.0635cm).
Must be specified.
The load cell should have an expected tensile result of 25% to 75%
%. For example, a 5000 gram load cell is expected
Tensile range from 1250 grams (25% of 5000 grams) to 3750 grams (75 grams of 5000 grams)
%). 125 grams to 375 grams
Load 5,000 grams of tensile tester so that specimens with expected tensile strength are tested
It can be set in the range of 10% of the cell.
Take one of the tension strips and place one end in one clamp of the tension tester
To place. The other end of the paper strip is placed in the other clamp. Story
The long size of the tip is parallel to the side of the tensile tester. Also
Ensure that the trip does not overhang either side of the two clamps. further
The pressure of each clamp must be in full contact with the paper specimen.
After inserting the paper test strip into the two clamps, monitor the instrument tension.
To If the tension shows a value of 5 grams or more, the specimen is too tense
I have. Conversely, after the start of the test, a time of 2-3 seconds elapses before any value is recorded.
If you do, this tension strip is too loose.
Start the tensile tester as described in the instrument manual. Automatic crosshead
The test ends after returning to its initial position. Instrument scale or digital
Read and record the tensile load in grams from the panel meter to the nearest unit
.
If the reset condition is not fulfilled by the instrument, the instrument clamp is moved to its initial starting position.
Make the necessary adjustments to set the settings. Next paper strip 2
Insert into two clamps and get the tensile reading in grams. Check all tensile readings
Obtain from all paper test strips. The strip is inside the edge of the clamp during the test
If you slip or break at the edge or at the edge, you must discard the reading
Note that.Calculation
:
Each longitudinal tensile reading of 4 finished product strips 1 "(2.54 cm) wide
Record and sum. Divide this total by the number of strips tested. This
The number of trips must in principle be four. Also, the total of the recorded tensions
Divide by the number of units available per strip. For both single-layer and double-layer products
Therefore, this number is 5 in principle.
This calculation is performed on the laterally finished product strip.
Cut unconverted stock samples or reel samples in the longitudinal direction and record
Sum the tension readings. Divide this total by the number of strips tested. this
The number of strips must in principle be four. Also subtract the total of the recorded tensions.
Divide by the number of units available per stretch strip. Both single-layer and double-layer products
, This number is 8 in principle.
This calculation is repeated for untransformed or reel specimen paper strips in the horizontal direction.
All results are in grams / inch (2.54 cm).
For the purposes of this specification, tensile strength is converted to "specific total tensile strength". This ratio
The total tensile strength is the sum of the tensile strength measured in the machine direction and the transverse direction divided by the basis weight,
Defined as modified to meters in units.
Example
The following examples are examples of the present invention. This example is intended to illustrate the invention.
However, this does not limit the scope of the gist of the present invention. The present invention relates to the attached
Limited only by theReferral process
The following illustrates a reference process that does not include the features of the present invention.
First, using a normal pulper, about 3% of Northern Softwood Craft
Form an aqueous slurry of (NSK) and stock
Thread the pipe.
To provide temporary wet strength to the finished product, use National starch Co.-BO
ND 1000 (registered trademark) was prepared and 1% Co-BON per dry weight of NSK fiber
Send to NSK stock pipe at a rate sufficient to give D1000®.
I
Temporary wet-strengthened resin by sending the treated slurry into an in-line mixer
Absorption is enhanced.
Dilute NSK slurry with white water to about 0.2% concentration in fan pump
You.
Produces about 3% by weight eucalyptus fiber aqueous slurry using ordinary repalper
.
Eucalyptus fiber is sent through a stock pipe to another fan pump where white water
To a concentration of about 0.2%.
NSK Slurry and Eucalyptus Slurry drain slurry flow onto running fourdrinier wire.
Multi-channel headboard with laminated flakes to hold in separate layers until dispensed
Sent inside the box. A three-chamber headbox is used. Final paper drying
Eucalyptus slurry containing 80% of the dry weight is sent to a chamber that reaches the outer two layers
The NSK slurry, which also contains 20% of the dry weight of the final paper, is in the middle of two layers of eucalyptus.
Sent to the chamber to reach the layer. NSK slurry and eucalyptus layer in headbox
At the outlet it is combined with the composite slurry.
The composite slurry is discharged onto the fourdrinier wire, and the deflector and decompression box
Dewatered assisted by.
The wet embryo web is fed from the fourdrinier wire by about 15% fiber concentration at the transfer point.
Transferred onto the pattern forming fabric in degrees. This molded fabric is in inches
(2.54cm) 84 vertical monofilaments and 76 horizontal monofilaments each
5 shed, satin woven fabric having a knuckle area of about 36%
It is a shaped fabric.
Further dewatering with vacuum assisted drainage until the web has a fiber concentration of about 28%
Is performed.
The pattern web is kept in contact with the pattern-forming fabric while maintaining about 62% by weight of the fiber.
It is pre-dried by air blowing until it reaches a fiber concentration.
The semi-dried web is then clarified with a 0.125% aqueous solution of polyvinyl alcohol.
Bonding to the surface of the Yankee dryer by spraying the bonding adhesive
Let me do. This creping adhesive is 0.1% adhesive per dry weight of web
The solids are sent to the Yankee dryer surface.
Web dried clay pin by doctor blade from Yankee dryer
Before being fiberized, the fiber concentration is increased to about 96%.
The doctor blade has a bevel angle of about 25 ° and is suitable for Yankee dryers.
And an impact angle of about 81 °.
Approximately 800 fpm (feet (30.48 cm) / min) (approximately 244
M / min) and runs the dry web at a speed of 656 fpm (200 m / min).
By wrapping in degrees, the creping percentage is adjusted to about 18%
You.
The web is 3000ftTwo(3000 × 30.48cmTwo) Approximately 181b (8.154kg)
Is converted to a three-layer single ply crepe pattern densified tissue.Process according to the invention
This section provides an example of the preparation of a filled tissue paper according to an embodiment of the present invention.
About 3% by weight aqueous eucalyptus fiber slurry is made by a conventional repulper.
This slurry is then conveyed through a stock pipe to a paper machine.
Specific fillers are Dry Branch Kaori, Dry Branch, Georgia.
Kaolin clay of grade WW Fil SD (R) produced by
It is. This filler is first added to an aqueous slurry by mixing it with water to about 1% solids.
Is done. It is then passed through a stock pipe in which an anionic condensing agent, RETEN 2
35®, this condensing agent is supplied as a 0.1% dispersion in water.
You. The condensing agent depends on the solids weight of the condensing agent and the resulting crepe tissue product.
Sent at a rate equal to about 0.05% based on the sum of the finished dry weight. mixture
Through the in-line mixer promotes adsorption of the condensing agent. This
It forms a conditioning slurry of the filler particles.
Condensed slurry of filler particles is entrained in the stock pipe carrying the produced eucalyptus fibers.
And the final mixture becomes cationic starch RediBOND 5320®
Therefore, it is processed. This condensing agent is supplied as a 0.1% dispersion in water. This
The condensing agent depends on the dry weight of this starch and the finished dryness of the resulting crepe tissue product.
Sent at a rate equal to about 0.5% of the total dry weight. Inlay the mixture
Feeding through the mixer increases the adsorption of the cationic starch. Next
The obtained slurry is mixed with solid filler particles with white water at the fan pump outlet.
Dilute to a viscosity of about 0.2% by weight of eucalyptus fiber. Condensed filler particles and euca
Fan pump for transporting combinations of fiber and Microform 2321
After that, the mixture of filler and eucalyptus fiber in a proportion corresponding to 0.05% of the solid weight
Is added to the cation condensing agent.
Using an ordinary pulper, an aqueous slurry of about 3% concentration of NSK is formed.
Is transferred through a stock pipe to a fourdrinier wire headbox.
National Starch Co-BON to provide temporary wet strength to the finished product
A 1% dispersion of D1000® was made and 1% Co
-Add in sufficient proportion to send BOND 1000®. Remove the processed slurry
Of the temporary wet-strengthened resin is enhanced by feeding it through an in-line mixer.
You.
NSK slurry diluted with white water to about 0.2% concentration in fan pump
Is done. After fan pump, Microform 2321, cationic condensing agent
Is added at a rate corresponding to 0.05% based on the dry weight of the NSK fiber.
NSK Slurry and Eucalyptus Slurry Drain Slurry Stream on Traveling Seine Wire
Multi-channel headbox with laminated flakes to hold in separate layers up to
Sent inside. A three-chamber headbox is used. Final paper dry weight
A mixture of eucalyptus slurry containing 80% of the total filler and the specific filler reaches the outer two layers
NSK slurry sent to Chamber and containing 20% of the dry weight of the final paper is eucalyptus
To a chamber that reaches the middle of the two layers. NSK slurry and eucalyptus layer
At the outlet of the storage box.
The composite slurry is discharged onto the fourdrinier wire, and the deflector and decompression box
Dewatered assisted by.
The wet embryo web is fed from the fourdrinier wire by about 15% fiber concentration at the transfer point.
Transferred onto the pattern forming fabric in degrees. This molded fabric is in inches
(2.54cm) 84 vertical monofilaments and 76 horizontal monofilaments each
5 shed, satin woven fabric having a knuckle area of about 36%
It is a shaped fabric.
Further dewatering with vacuum assisted drainage until the web has a fiber concentration of about 28%
Is performed.
The pattern web remains in contact with the pattern forming fabric at about 62% by weight.
Pre-dried by air blowing until the fiber concentration is reached.
The semi-dried web is then clarified with a 0.125% aqueous solution of polyvinyl alcohol.
Bonding to the surface of the Yankee dryer by spraying the bonding adhesive
Let me do. This creping adhesive is 0.1% adhesive per dry weight of web
The solids are sent to the Yankee dryer surface.
Web dried clay pin by doctor blade from Yankee dryer
Before being fiberized, the fiber concentration is increased to about 96%.
The doctor blade has a bevel angle of about 20 ° and is suitable for Yankee dryers.
To provide an impact angle of about 76 °.
Approximately 800 fpm (feet (30.48 cm) / min) (approximately 244
M / min) and runs the dry web at a speed of 656 fpm (200 m / min).
By wrapping in degrees, the creping percentage is adjusted to about 18%
You.
The web is 3000ftTwo(3000 × 30.48cmTwo) Approximately 181b (8.154kg)
Is converted to a three-ply single ply crepe pattern densified tissue.
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フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF
,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,
SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S
D,SZ,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ
,MD,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU
,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,
CN,CU,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,G
B,GE,GH,HU,IL,IS,JP,KE,KG
,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,
LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,N
O,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG
,SI,SK,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,
UZ,VN,YU
【要約の続き】
1、33)を準備し、前記両方の抄紙完成紙料(31、
33;45)を多孔性抄紙用具(85)上に送って、前
記填料含有水性抄紙完成紙料と追加的抄紙完成紙料とか
らエンブリオ・多層紙ウエブ(88)を形成し、この際
に少なくとも1つの層(88b,88c)が前記填料含
有水性抄紙完成紙料から成りまた少なくとも1つの層
(88a)が前記の前記追加的抄紙完成紙料から成る多
層紙ウエブを生成することによって、多層クレープ・テ
ィシュ・ペーパ(70)を形成することができる。この
方法により、トイレット・ティシュ、顔ティシュ、およ
び吸収性タオルなどの柔らかな、吸収性の衛生製品の製
造に使用することのできる強い、柔らかな低ダスティン
グ性ティシュ・ペーパ・ウエブを得ることができる。────────────────────────────────────────────────── ───
Continuation of front page
(81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE,
DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, L
U, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF)
, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE,
SN, TD, TG), AP (GH, KE, LS, MW, S
D, SZ, UG), UA (AM, AZ, BY, KG, KZ
, MD, RU, TJ, TM), AL, AM, AT, AU
, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH,
CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, G
B, GE, GH, HU, IL, IS, JP, KE, KG
, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT,
LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, N
O, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG
, SI, SK, TJ, TM, TR, TT, UA, UG,
UZ, VN, YU
[Continuation of summary]
1, 33) are prepared and both of the papermaking furnishes (31,
33; 45) onto a porous papermaking tool (85)
Filler-containing aqueous paper furnish and additional paper furnish
To form an embryo / multilayer paper web (88)
At least one layer (88b, 88c)
Water-based paper furnish and at least one layer
(88a) wherein the additional papermaking furnish comprises
By producing a layered paper web, multi-layer crepe
A tissue paper (70) can be formed. this
Depending on the method, toilet tissue, facial tissue, and
Made of soft, absorbent sanitary products such as absorbent towels
Strong, soft low dustin that can be used for building
This makes it possible to obtain a textured tissue paper web.